临界速度是一个含义广泛的概念，针对不同的对象具有不同的含义，最主要的含义是物体切换两种状态之间的临界速度。关于临界速度，经常讨论的有：气体的临界速度、气体在流体中的临界速度、物体圆周运动和自由落体的临界速度、机车蛇行临界速度和回转轴的临界速度。除此之外，更加复杂的系统所研究的临界速度的概念也会相对更复杂。
当气体作绝热流动通过管子或喷嘴时，在一定的上游压力下，流速随着下游压力的减少而增加。但当管内及喷嘴喉部流速达到在此状态下的压力波传播速度即音速时，无论下游压力如何再降低而流速仍然不变。流动达到此临界情况下的速度称为临界速度。
如果物体在流体中，从静止状态下落，最终达到均匀下落时的速度，称为物体在该流体中的沉降速度；如果此时从下面给一气流，向上吹物体，使其处于悬浮状态，此时气流的速度称为物体的悬浮速度。沉降速度和悬浮速度同称为临界速度，而沉降速度是对物体来说的，而悬浮速度是气流的速度。两个速度的值是相等的。
物体圆周运动的临界速度是指物体恰好能经过最高点完成圆周运动所需要的速度；而物体
自由落体过程中
空气阻力等于自身重力时的速度就是自由落体的临界速度。
机车车辆的车轮踏面为锥形，轮缘与钢轨之间存在间隙，当轮对在直道上运行时，轮对中心偶尔偏离轨道中心，左右两轮便以不同直径的滚动圆在钢轨上滚动，使轮对在行进中一面做横向摆动，一面围绕经其重心的垂轴来回摇动，做一种称为蛇行运动的波形运动。这种运动是铁路机车车辆特有的运动。
车轮踏面制成锥形是必需的，可以使轮对倔离轨道中心时通过轮对的蛇行运动自动找中，避免在直道上一边轮缘与钢轨贴靠而造成轮缘偏磨。轮对、转向架构架及车体在水平面内也是弹性相连的，因踏面银度产生的轮对蛇行运动会引起机车的蛇行运动。剧烈的蛇行运动不仅破坏机车车辆运行的平稳性，而且会使轮缘打击钢轨，破坏线路，损坏轴承，甚至引起脱轨事故。严重妨碍了列车速度的提高。
回转机械在某一转速下，出现强烈的振动。当回转机械的转速与回转轴系统的
固有振动频率重合时，即会产生上述现象，此时的转速成为回转轴的临界速度。