人間のパワーを利用して飛ぶ飛行機で，FAI（国際航空連盟）のスポーツ委員会によると，次のように定義されている。すなわち，（1）空気より重い航空機であること。熱空気あるいは空気より軽いガスで浮力を助けてはならない，（2）離陸から着陸までの全区間，同じ乗員の動力と操縦で飛行し，途中でだれかが機から脱出してはならない，（3）離陸あるいは飛行のために，エネルギーを蓄える装置，例えば，ゴム紐，ゼンマイなどを備えてはならない。パチンコで射出することも許されない，（4）離陸あるいは飛行中に，機体の一部を投棄してはならない，（5）他の船や飛行機から空力的な助力を受けてはならない。飛行機曳航もいけない，（6）離陸および飛行はすべての方向に傾斜度1/200以下の水平面上で行われなければならない。
1935年にドイツで，翌年にイタリアで人力飛行機の飛行が行われたが，ともにパチンコ射出で離陸したので，今日の定義にはあてはまらない。今日の定義による人力飛行機で最初に成功したのは，イギリスのサザンプトン大学で作ったサンパック号で，61年11月9日，約45mの距離を飛行した。62年5月には，距離908mの飛行，72年6月には距離1071m，時間1分47.4秒の飛行に成功（いずれもイギリス）するなど，人力飛行機の記録は次々に更新されていき，日本でも77年1月2日には日本大学のストークB号で加藤隆士が距離2093.9m，時間4分27.8秒の記録を達成している。
人力飛行機の飛行に関しては，1959年イギリスの実業家H.クレーマーによって，805m隔てた2本のポールの間に8字飛行を行った最初のものに賞金を出すというクレーマー賞が設定されており，77年8月23日，アメリカのB.アレンはP.マクレディらの作ったゴッサマー・コンダー号でこれを達成（飛行時間6分22.5秒），5万ポンドの賞金を獲得した。さらに79年6月12日には同チームによるゴッサマー・アルバトロス号が距離35.812km，時間2時間49分の記録でイギリス海峡横断（フォークストン～グリネ岬間）に成功し，10万ポンドの新クレーマー賞も獲得した。これは人力飛行機として極限に近い大記録である。
人力飛行機は，わずか0.3～0.4馬力に過ぎない人間のパワーでペダルを踏んでプロペラを駆動し，そのパワーを利用して飛ぶ飛行機であるから，自力で離陸して水平飛行を続けるのに必要なパワーをできるだけ小さくすることが設計上の最重要点である。このため機体はグライダーのようにアスペクト比の大きな主翼を用い，空気力学的に洗練された外形にするとともに，構造重量の徹底的な軽減をはからなければならない。日本大学のストークB号は，バルサ材，発泡スチロール材，和紙などを用い，翼面積21.7m2の機体をわずか36kgでしあげたが，ゴッサマー・アルバトロス号は炭素繊維複合材，ケブラー（アラミド繊維），マイラー（ポリエチレンテレフタレートフィルム）などの高価な新材料を使って翼面積43.9m2の機体重量を32kgで完成している。それでもなお人力飛行機は高度1～3mの低空を飛び，地面効果の助けを借りないと飛行できないのである。
