El flujo del tubo de Pitot se mide en función de la presión del aire que entra en él y la densidad de aire establecida de la atmósfera a su altura y temperatura del aire particulares. Estas ecuaciones se basan en los principios de Bernoulli a velocidades moderadas que deben estar por debajo del rango supersónico. Otros factores, como la acumulación de hielo o los vientos cruzados, también pueden afectar la precisión del flujo del tubo de Pitot. Aunque los tubos de Pitot se pueden usar teóricamente para medir cualquier velocidad de flujo de fluido, en la actualidad se incorporan con mayor frecuencia en aviones para determinar la velocidad del aire en vuelo. A Henri Pitot se le atribuye la invención del tubo de Pitot en 1732 durante el estudio de la presión del flujo del río Sena en Francia, y el científico francés Henry Darcy modificó su diseño para uso aeronáutico a mediados del siglo XIX.
Como forma de medición de la presión, los tubos de Pitot no miden la velocidad promedio, sino un solo punto de velocidad en la corriente. La velocidad del flujo de fluido no se puede medir solo con el flujo del tubo de Pitot en un avión, ya que también requieren una medición de la presión de aire estática exterior para los cálculos de velocidad. Estos dispositivos, por lo tanto, calculan lo que se conoce como presión de estancamiento, o la presión ejercida por el aire cuando ingresa al tubo de Pitot y sale por los orificios conectados al transductor de presión en el otro extremo. La presión estática se calcula mediante puertos estáticos generalmente montados en el costado del fuselaje de una aeronave, mientras que el flujo del tubo de Pitot se basa en un tubo de Pitot que a menudo se monta en un brazo que se extiende desde la nariz de la aeronave.
Con el flujo del tubo de Pitot, la presión de estancamiento se calcula sumando la presión estática atmosférica estándar a la presión dinámica ejercida en el interior del tubo de Pitot. En la parte posterior del tubo de Pitot hay un anillo de orificios y un orificio de salida central, ambos conectados al transductor de presión. A medida que el aire sale de estos orificios, el transductor utiliza las diferencias de presión para calcular la presión de aire dinámica. La ecuación de Bernoulli establece que la presión de aire estática más la presión de aire dinámica es igual a la presión de aire total, que, en este caso, es la presión de estancamiento del tubo de Pitot.
Cuando se conoce la presión de estancamiento, así como la densidad del aire local, se pueden utilizar las ecuaciones de Bernoulli para calcular la velocidad de la aeronave por la que pasa el flujo del tubo de Pitot. Si bien esto es confiable en condiciones ideales, las velocidades de aire bajas a menudo presentarán cambios tan pequeños en la presión en el flujo del tubo de Pitot que el transductor de presión a menudo puede fallar en calcularlos con precisión, lo que resulta en lecturas de velocidad erróneas. También se han producido varios accidentes aéreos mortales que involucraron lecturas de flujo de tubos de Pitot defectuosos cuando se congelaron, alterando el flujo de aire, por lo que ahora se incorporan calentadores de descongelación integrados en los tubos de Pitot para evitar tales tragedias en el futuro. También se pueden hacer ajustes para condiciones únicas, como baja velocidad del aire o vuelo supersónico, de modo que los tubos de Pitot generen lecturas precisas.