马赫环的原理是火箭和飞机需要喷射超音速气流来获得强大推力。喷出的超音速气流压力很高,当它从喷管喷入大气中时会直接膨胀;但膨胀后的气流压力又会低于大气压,因此再次压缩。超音速气流会在膨胀与压缩间往复循环,这个过程会形成膨胀波与压缩波,二者在传播过程中相遇叠加,就形成了一个个的圆环,也就是马赫环。马赫环现象出现的必要条件一是超音速气流;二是气流压力与环境压力不等。前者满足冲击波出现的条件;而后者能使气流发生变化,进而产生不同的波。
马赫环是火箭发动机、超音速燃烧冲压发动机等在大气层中工作时,尾部喷出的明亮耀眼、钻石型激波。 马赫是表示速度的量词。马赫数的命名是为了纪念奥地利学者恩斯特·马赫。马赫通常用于表示飞机、导弹的飞行速度。马赫数一即一倍音速(音波可以在固体、液体或是气体介质中传播,介质密度愈大,则音速愈快,所以马赫的大小不是固定的):马赫数小于1者为亚音速,马赫数大于5左右为超高音速;马赫数是飞行的速度和当时飞行的音速之比值,大于1表示比音速快,同理,小于1是比音速慢。
马赫环数量代表一马赫即一倍音速。马赫数小于者为亚音速,马赫数大于5左右为超高音速,马赫数是飞行的速度和当时飞行的音速之比值,大于1表示比音速快,同理小于1是比音速慢。马赫环的数量也可以表示喷气式飞机的尾喷管处光环的个数,类似于火箭发射时火箭尾部的光环的个数。