Segelfliegen bedeutet, ein Flugzeug ohne einen Motor in einem Gleitflug zu bewegen. Dieser motorlose Flug unterscheidet sich hinsichtlich der Steuerung prinzipiell nicht von dem anderer Luftfahrzeuge. Jedes Flugzeug mit Flügelflächen kann gleiten. Dies bedeutet, dass die aus Eigengewicht und der Ausgangshöhe resultierende potentielle Energie des Flugzeugs für den Vortrieb genutzt wird. Je nach vorhandener Höhe, Fluggewicht und aerodynamischer Qualität des Flugzeugs kann man unterschiedlich weit fliegen. Die aerodynamische Qualität ist das Verhältnis aus Auf- und Vortrieb und der Summe aller Einzelwiderstände (Luftwiderstand, Widerstand aus Luftwirbeln – z. B. der induzierte Widerstand an den Tragflächenenden-). Die Kraft (oder besser der Vortrieb), um ein Segelflugzeug mit der Geschwindigkeit des besten Gleitens (optimales Verhältnis von Sinken und Geschwindigkeit) in der Luft zu halten, beträgt oft weniger als 10 Kilo. ​ Beim Gleitflug sinkt das Flugzeug je nach Bauart und Geschwindigkeit mit etwa 0,5 bis 2 m pro Sekunde. Bei großem „Saufen“ (fliegerdeutsch für „starkes Sinken“ der das Segelflugzeug umgebenden Luftmasse) oder bei sehr schnellem Flug kann das Segelflugzeug auch mit 5 bis 10 m pro Sekunde sinken. Durch Nutzung natürlicher Energiequellen wie Thermik, Hangwind oder Leewellen kann das Segelflugzeug wieder an Höhe gewinnen (bei engen Aufwinden im sogenannten „Kurbeln“, bei günstigen Aufwindaufreihungen aber auch im Geradeausflug). Dieser Höhengewinn ermöglicht dem Segelflieger, längere Zeit in der Luft zu bleiben und im Gleitflug einen weiteren Aufwind zu erreichen. Bei entsprechender Wetterlage sind damit Flüge von mehreren Stunden Dauer und Streckenflüge von über 1000 km möglich. Das Verhältnis zwischen zurückgelegter Distanz und verlorener Höhe (oder von Horizontalgeschwindigkeit und Sinkgeschwindigkeit) wird als Gleitzahl bezeichnet und entspricht dem Kehrwert des Tangens des Gleitwinkels. Wird eine Flugbahn steiler, erhöht sich die Geschwindigkeit. Bei modernen Segelflugzeugen, die eine sehr gute Gleitzahl aufweisen, füllen Wettbewerbspiloten Tanks in den Tragflächen mit Wasser, um das Flugzeug schwerer zu machen. Damit besitzt das Flugzeug mit der Flughöhe mehr potentielle Energie, die in kinetische Energie umgesetzt werden kann. In der Praxis bedeutet dies, dass das Flugzeug in der Thermik zwar langsamer steigt, dafür aber bei gleichem Gleitwinkel mit geringerem Widerstand wesentlich schneller fliegt. Bei guten thermischen Bedingungen wird so unter dem Strich eine höhere Durchschnittsgeschwindigkeit erzielt, wodurch im verfügbaren Zeitfenster eine größere Strecke zurückgelegt werden kann. Wenn die Thermik gegen Abend schwächer wird, in jedem Fall aber vor der Landung, wird das Wasser abgelassen. Da im motorlosen Gleitflug jede Störung des Luftstroms um die Tragflächen zu schlechteren Flugleistungen führen kann, wird insbesondere von Wettbewerbspiloten großer Wert auf eine möglichst glatte Oberfläche gelegt. Der Lack des Flugzeuges wird daher regelmäßig ausgebessert und poliert, und nach jedem Flugtag von Verschmutzungen und toten Insekten befreit. Letzteres kann mit Hilfe von Mückenputzern sogar während des Fluges geschehen.