Rečeno je, da objekt doseže kritično hitrost, ko hitrost njegovega vrtenja ustreza eni od njegovih naravnih frekvenc. Ta vrsta hitrosti se preučuje v veji fizike, znani kot rotordinamika, ki se ukvarja z rotacijskim ali kotnim gibanjem. Rotacijski predmet, kot je propeler ali centrifugalna črpalka, mora pogosto iti skozi eno ali več svojih kritičnih hitrosti, ko pospešuje ali upočasnjuje. Med delovanjem s kritično hitrostjo ti predmeti vibrirajo z visoko amplitudo, kar lahko povzroči poškodbe.
Vsi predmeti, ki so sestavljeni iz elastičnega materiala, imajo eno ali več naravnih frekvenc. Naravna frekvenca predmeta je, kolikokrat se bo premaknil naprej in nazaj, ko se začne premikati. Ko predmet vibrira na eni od svojih naravnih frekvenc, naj bi imel resonanco ali veliko amplitudo vibracij. V glasbilu je na primer ta resonanca zaželena, ker povzroči naravno ojačanje zvoka inštrumenta. V dinamiki rotorja pa je ta resonanca nezaželena, ker povzroči, da vpleteni mehanski deli močno vibrirajo, kar lahko poškoduje sistem.
Obstajajo številni dražljaji, ki lahko povzročijo resonanco, eden od njih je rotacijsko gibanje. Ko rotacijsko gibanje predmeta, imenovano tudi kotna hitrost, povzroči resonanco, je to pri kritični hitrosti. Rotacijski mehanski predmeti morajo biti zasnovani tako, da hitro prehajajo skozi te hitrosti, tako da ojačane vibracije, ki se pojavijo pri tej hitrosti, ne povzročijo poškodb.
Centrifugalna črpalka ali propeler se bo pri pospeševanju ali upočasnjevanju premikala skozi različne kotne hitrosti. Medtem ko ima gibljiv sistem, kot je ta, seveda nekaj vibracij, se je treba ojačenim vibracijam pri kritični hitrosti izogniti ali jih hitro prenesti, če naj sistem sčasoma obdrži. Rotordynamics se tako zelo ukvarja z reševanjem različnih kritičnih hitrosti, ki lahko vplivajo na življenjsko dobo vrtljivega stroja.
Najnižja vrtilna frekvenca, zaradi katere predmet vibrira na eni od svojih naravnih frekvenc, je znana kot njegova prva kritična hitrost. Objekt ima lahko neskončno število kritičnih hitrosti, vendar je najpomembnejša, ki jo inženirji upoštevajo, prva. Nekateri vrtljivi predmeti so zasnovani tako, da delujejo pod svojo prvo kritično hitrostjo, vendar se mnogi vrtijo nad to hitrostjo. Dokler hitrost vrtenja hitro prehaja skozi kritično hitrost, to ne bi smelo bistveno vplivati na življenjsko dobo vrtljivega stroja. Težave pa se lahko pojavijo, če je predmet zasnovan tako, da se vrti s svojo kritično hitrostjo, saj lahko posledično vibracije povzročijo zlom stroja.