流體的隨機的旋渦運動，又稱紊流。湍流是粘性流體的一種流動狀態（見粘性不可壓縮流體動力學）。由於流體微團間的強烈摻混，湍流的動量傳遞、品質傳遞和熱量傳遞能力遠高於層流。湍流可根據雷諾數的大小來判別。流體在管道或邊界層內的流動中，當雷諾數超過某一臨界值（對直圓管約為2300）時，層流失去穩定性而向湍流轉變。湍流流場中所有物理量均隨時間和空間不斷地變化。這種變化服從統計規律，湍流流場中某點的速度、壓力等物理量圍繞其平均值而脈動。描述湍流平均運動的方程是雷諾方程。。
圓管內湍流的速度分佈和壓降 湍流時，圓管內的平均速度分佈明顯不同於層流時的拋物線分佈。速度沿管道截面趨於均勻化，隻在壁面附近有很大的梯度。對於光滑圓管，可近似表示為指數律關系
式中
U和
U
0為管內某點和管中心線上的時間平均速度；
y為該點至管壁的距離；
r
0為管內半徑；
n為常數，隨雷諾數不同在6～10范圍內變動，工程上一般取
n=7。速度分佈也可表示為對數律關系。此外，直管段湍流壓力降與截面平均流速的1.7～2次方成比例，不同於層流的一次方關系。
混合長度理論 描述湍流切應力的半經驗理論，1925年由德國物理學傢L.普朗特提出。這個理論當時是用於解決圓管、平板、射流中的湍流流動問題，它在工程中仍有廣泛的應用。混合長度理論的數學表達式為
式中τ
t為湍流切應力；
l為混合長度，當時把它看作為流體微團不與其他微團進行動量交換的平均路程；
為密度。
湍流的統計理論 通過統計途徑對湍流的內部結構進行分析，以研究各脈動量的相關和譜函數的一種理論。它的作用還隻限於闡明最簡單的均勻各向同性湍流的情況。湍流是一種很復雜的隨機過程。人們對湍流結構的理解還遠遠不夠，需要通過大量的實驗和理論途徑作更深入的研究。