Eine Grenzschicht entsteht, wenn eine Flüssigkeit an einer festen Oberfläche vorbeiströmt. Er wird typischerweise als der Fluidbereich definiert, dessen Geschwindigkeit weniger als 99% des ungehinderten Fluidstroms beträgt. Mit anderen Worten, es ist die Zone einer bewegten Flüssigkeit, die von einer ruhenden Oberfläche um mehr als 1 Prozent abgebremst wird. Die Grenzschicht wurde definiert, um die Strömungsmechanik besser zu verstehen, indem die Strömung in zwei Regionen mit unterschiedlichem Verhalten unterteilt wird. Auch Bereiche innerhalb und außerhalb der Grenzschicht erzeugen auf unterschiedliche Weise Reibung.
Ein frühes Problem in der Aerodynamikforschung war die Lösung der komplexen Navier-Stokes-Gleichungen, von denen angenommen wird, dass sie den Flüssigkeitsfluss bestimmen. Es gibt viele Fälle, in denen die Lösungen der Navier-Stokes-Gleichungen nicht bekannt sind. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Flüssigkeitsströmung zwei allgemeine Verhaltensmodi aufweist: laminar und turbulent. Laminarfluss ist ein sanfter und vorhersehbarer Fluss, wie der einer Kugel, die durch Honig fällt. Turbulente Strömungen sind zufällig und heftig, wie sie aus einem Feuerwehrschlauch kommen.
Die Grenzschicht trennt diese beiden Flüssigkeitsströmungszonen. Innerhalb der Grenzschicht ist die Strömung hauptsächlich laminar. In diesem Bereich wird das Fließverhalten von viskosen Spannungen dominiert. Viskose Spannung ist direkt proportional zur Geschwindigkeit eines vorbeifahrenden Objekts; eine hochviskose Flüssigkeit, wie Honig, übt viel Reibung auf Gegenstände aus, die sich schnell darin bewegen. Laminare Strömung ist gekennzeichnet durch parallele Strömungen ohne Unregelmäßigkeiten.
Außerhalb der Grenzschicht ist die Fluidströmung überwiegend turbulent. Turbulente Strömungen, ob in einer Flüssigkeit oder in einem Gas, zeigen ein ähnliches Verhalten. Chaotische Variationen in Geschwindigkeit und Richtung von Partikeln machen genaue Vorhersagen nach heutigem Kenntnisstand unmöglich. Die Reibungswirkung bei turbulenter Strömung unterscheidet sich auch von der laminaren Strömung. Reibung ist im turbulenten Regime im Allgemeinen nicht mehr proportional zur Fluidgeschwindigkeit.
Der Grund, warum Golfbälle Grübchen haben, hängt mit der Grenzschicht der Luft zusammen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten, wie zum Beispiel beim Putten, hätte ein perfekt kugelförmiger Golfball keine großen Probleme mit der Luftreibung. Kugelförmige Golfbälle hätten jedoch im Hochgeschwindigkeitsflug eine größere Grenzschicht als Noppenbälle – das würde bedeuten, dass mehr Luft laminar vorbeiströmt. Diese laminare Strömung würde tatsächlich mehr Luftreibung verursachen als eine turbulente Strömung. Golfbälle mit Noppen fliegen weiter als ihre kugelförmigen Gegenstücke, da sie eine kleinere Grenzschicht haben und nicht so viel Luftreibung erfahren.