Autorotatsioon on aeronavigatsiooniline termin, mida kasutatakse nii fikseeritud tiivaga kui ka pöörleva tiivaga õhusõidukite käitumise kirjeldamiseks kõrgemal. Tegelik liikumine, kuigi sellel on sama nimi, on nende kahe tüübi vahel siiski üsna erinev. Lennukites ja muudes fikseeritud tiibadega veesõidukites on tegemist nähtusega, mille puhul lennuk kipub kikku lähenedes ühele või teisele poole veerema ja jätkama pöörlemist samas suunas. Palju keerulisem pöörlevate tiibadega lennukite puhul tekitab autorotatsiooni olekus olev helikopter või autogüro pearootorilt tõstejõudu ilma mootori jõu abita.
Autogüroosid on ainulaadsed selle poolest, et nende pearootor on alati vooluta, mistõttu nad tekitavad tõstejõudu ainult ja sihilikult autorotatsiooni kaudu. Ainult autogüro propeller on jõuallikaga ja selle ülesandeks on ainult suunava tõukejõu tagamine, mitte tõstmine. Võrdluseks, helikopterid pöörlevad tavaliselt ainult siis, kui on sunnitud seda tegema hädaolukordades pärast mootoririkke. Helikopterite ja autogürode autorotatsiooni taga olev füüsika on aga sama.
Põhimõtteliselt hakkab rootor automaatselt pöörlema niipea, kui see hakkab pöörlema kiiremini kui seda toidav mootor. Jällegi, autogryo puhul juhtub see koheselt, kuna puudub rootormootor. Matemaatika, mis kirjeldab autorotatsiooni toimimist, on keeruline. Üldiselt tugineb see aga pearootori välise ja sisemise osa erineva pöördemomendi tasakaalustamisele. Tasakaalu tuleb hoida pidevate, minimaalsete paranduste abil, et veesõiduk oleks juhitav.
Kui õhk liigub läbi liikuva rootori üles, põhjustab selle labade kuju nende loomulikku pöörlemist. See juhtub samamoodi nagu laeventilaator võib tuuletõmbuses majas aeglaselt pöörlema hakata, isegi kui see on välja lülitatud. Helikopterite puhul tähendab see seda, et veesõidukit saab juhtida ja ohutult maanduda isegi ilma mootorita. Paljud kopterite pooldajad väidavad, et autorotatsioon ja sellest tulenev piloodi võime säilitada kontroll isegi siis, kui edasiliikumist ei toimu, muudab need palju turvalisemaks kui nende fikseeritud tiivaga kolleegid.
Autorotatsioon helikopterites on mehaaniliselt võimalik tänu spetsiaalsele siduritüübile, mida tuntakse vabakäiguseadmena. Rootori külge kinnitatud seade töötab ligikaudu samal viisil, nagu auto sidur võimaldab autol liikumist jätkata ka siis, kui see on alla surutud. Vabakäiguüksused töötavad ainult ühes suunas, mistõttu on võimatu, et rootorid kunagi valeks peetavas suunas pöörlema hakkaksid ja helikopteri alla sõidaksid. Vabakäiguüksused ja autorotatsioon on pöördtiivaga lendudel üldiselt nii kriitilised, et kõik ühe mootoriga helikopterid USA-s ja paljudes teistes riikides peavad enne lennukõlblikuks tunnistamist tõestama, et nad on selleks võimelised.