A vela em um barco se baseia no Princípio de Bernoulli, o mesmo princípio que explica a sustentação das asas de um avião. Só que no veleiro a asa está virada de lado.

Quando viaja na direção do vento, o veleiro é submetido à simples pressão do vento em sua vela; essa pressão impele a embarcação para a frente. Mas ao navegar contra o vento, a vela é exposta a um conjunto mais complexo de forças. Quando o ar em movimento passa por trás do lado côncavo da vela, ou barlavento, sua velocidade diminui; e quando passa pela parte dianteira, ou sotavento, o ar flui mais rapidamente. Isso origina uma zona de alta pressão atrás da vela e uma zona de baixa pressão a sua frente. A diferença de pressão entre os dois lados cria uma força para a frente, em ângulo com o vento. O veleiro ainda se submete a uma força lateral devido a resistência da água. A composição das duas forças cria a força resultante na direção do movimento.

Um barco não avança em linha reta para o meio do vento; ele realiza a manobra conhecida como "cambar", ziguezagueando em uma série de movimentos curtos e angulares. Se o vento soprar do lado esquerdo do veleiro, diz-se que ele camba para bombordo; do lado direito, camba para boroeste. Para aumentar ao máximo a velocidade, o navegador procura ajustar as posições da vela. Para minimizar o afastamento da linha reta no deslocamento, o barco navega cambando de bombordo para boroeste. Quando muda de posição, a vela oscila na transversal, panejando por um momento ao ficar de face para o vento. O barco diminui a velocidade nessa chamada zona morta, até ser de novo colhido pelo vento, no lado oposto.

Na antigüidade os homens não sabiam como velejar contra o vento. Eles tinham que usar remos para vencer o vento contrário. Há cerca de três mil anos um árabe, hoje desconhecido, construiu um navio que podia velejar contra o vento. Navios cada vez maiores foram sendo construídos permitindo viagens cada vez mais distantes.