一架无人机，除了需要有足够的升力平衡重力、有足够的推力克服阻力之外，还必须具有良好的稳定性和操纵性，才能在空中飞行。
稳定性和操纵性是无人机飞行品质研究的主要内容。
对于一个处于平衡状态的系统，在受到扰动作用后都会偏离原来的平衡状态。若系统在扰动作用消失后，经过一段过渡过程后，系统仍然能够回复到原来的平衡状态，则称该系统是稳定的。否则，则称该系统是不稳定的。
1、稳定条件：
欲使处于平衡状态的物体具有稳定性，其必要条件为：
①物体在受到扰动后能够产生稳定力/力矩，使物体具有自动恢复到原来平衡状态的趋势；
②在恢复过程中同时产生阻尼力/力矩，保证物体最终恢复到原来平衡状态。
2、飞行稳定性:
处于平衡状态的飞行器，受外界干扰后不需要进行操纵干预，靠自身特性恢复原来状态的能力。
外界干扰可以是飞行中气流的影响，飞行器重量、重心的改变、发动机推力的改变等等。
3、平衡状态:
飞行器在飞行时，所有的外力与外力矩之和都等于零的状态称之为飞行的平衡状态。
匀速直线运动是一种平衡状态。
4、飞行稳定条件：
在飞行中，如果无人机由于外界瞬时微小扰动而偏离了平衡状态，这时若在无人机上能够产生稳定力矩，使其具有自动恢复到原来平衡状态的趋势，同时在无人机摆动过程中，又能产生阻尼力矩，那么无人机就能自动地恢复到原来的平衡状态，也就是说无人机具有稳定性；反之，若无人机偏离平衡状态后产生的是不稳定力矩，那么它就会越来越偏离原来的平衡位置，因而是不稳定的，也就是没有稳定性。
显然，为了保证飞行安全和便于操纵，无人机应当具有良好的稳定性。
(1)通常将稳定性分成静稳定性和动稳定性：
如果无人机在受到外界干扰后，在最初瞬间所产生的是恢复力矩，使其具有自动恢复到原来平衡状态的趋势，则称无人机具有静稳定性；反之，若产生的是不稳定力矩，无人机便没有自动恢复到平衡状态的趋势，故称为静不稳定性。静稳定性只表明无人机在外界扰动作用后的最初瞬间有无自动恢复到原来平衡状态的趋势，并不能说明其能否最终恢复到原来的平衡状态。
如果无人机在外界瞬时扰动作用后，能自动恢复到原来的平衡状态，则无人机具有动态稳定性。动态稳定性研究的是整个扰动运动过程的问题。
静稳定性和动稳定性之间有着非常密切的关系。一般来说，只要恰当地选择静稳定性的大小，就能保证获得良好的动稳定特性。
(2)无人机的稳定性包括：
纵向稳定性，反映无人机在俯仰方向的稳定特性；
航向稳定性，反映无人机的方向稳定特性；
横向稳定性，反映无人机的滚转稳定特性。
(3)无人机的纵向稳定性---以固定翼无人机为例
当无人机在飞行中，受到微小扰动而偏离其纵向平衡状态，并在扰动去除瞬间，不经操纵就具有自动地恢复到原来平衡状态的趋势，则称无人机具有纵向静稳定性。
无人机是否有静稳定性，主要取决于其本身的特性，取决于平衡状态破坏后，无人机上产生的起稳定作用的力矩与起不稳定作用的力矩相互作用的结果。如果前者大于后者，无人机是静稳定的，反之，便是静不稳定的。
当迎角改变时，机翼升力亦改变，升力增量的作用点，即为机翼的焦点。对目前无人机上常用的翼型来说，焦点一般位于离翼型前缘大约1/4弦长的位置。同样，当迎角改变时，机身、尾翼等所引起的升力增量亦作用在机身和尾翼的焦点上
从该图可看出，由于机翼、机身的焦点都在无人机重心的前面，因而升力增量对重心形成一个使机头更加上仰的不稳定力矩，但水平尾翼焦点远在重心之后，因此尾翼上的升力增量对重心形成的是使机头下俯的稳定力矩，若后者大于前者，无人机是静稳定的，反之，则是静不稳定的。
从这里看出，水平尾翼的重要作用之一在于保证无人机具有纵向静稳定性。
当迎角变化时，无人机各个部件的升力都要改变。无人机各个部件升力增量的合力的作用点，称为无人机的焦点，换句话说，无人机焦点就是迎角变化而引起的整个无人机升力增量的作用点。机翼、机身、尾翼的焦点都不随迎角改变，无人机的焦点也不随迎角而改变。
无人机重心和无人机焦点之间的相互位置，决定了无人机是否具有纵向静稳定性。
若无人机重心位于焦点之前，如图(a)所示，则在无人机受到外界扰动后，例如迎角增加了Δα，那么在无人机的焦点上，就会产生一个向上的升力增量ΔL，它对无人机重心形成使机头下俯的静稳定力矩ΔMy1，使无人机具有逐渐消除Δα而自动恢复到原来平衡迎角的趋势，即无人机是静稳定的。
反之，若无人机重心位于其焦点之后，如图(b)所示，升力增量对重心所形成的是不稳定的上仰力矩ΔMy2，使无人机迎角越来越大而没有自动恢复到原来平衡迎角的趋势，因此无人机是静不稳定的。
由此可以得出一个重要结论：无人机的重心若位于无人机焦点之前，无人机具有纵向静稳定性；否则，无人机便不具备纵向静稳定性。
焦点的位置取决于机翼形状、机身长度，特别是机翼和尾翼的位置与尺寸。在进行常规固定翼无人机设计时，首先要合理地安排无人机重心的位置，并恰当地选择水平尾翼的位置和面积等参数，以确保无人机的纵向稳定性。
现代无人机由于采用主动控制技术，允许无人机纵向静不稳定，即允许无人机重心位于焦点之后。对于不稳定的无人机，随着迎角的增加，平尾在飞行控制器的作用下向下偏转，增大低头力矩，使无人机保持纵向稳定。这样，设计无人机时就不一定把无人机重心配到焦点之前，尾翼也不要很大的面积，从而可以大大减轻无人机的重量，提高无人机飞行性能。
采用类似的方法，可以对固定翼无人机的航向稳定性与横向稳定性，以及其他类型无人机的稳定性进行分析，为无人机设计服务。
无人机的飞行稳定性，不是越强越好，而是要与操纵性结合起来考虑，使其最具有最佳的飞行品质。
