自然结冰试飞是民用飞机型号合格审定试飞中十分重要，也是试飞风险极大的验证科目之一。飞机在飞行中，如果机体表面积聚冰层，气动外形就会被破坏，从而导致飞行性能和气动性能下降，阻力增大，飞行员操作困难。一旦冰层或冰块从飞机上脱落，撞击到机身表面或被发动机吸入，就有可能造成机械损伤，甚至会导致飞机失速，从而造成严重的飞行事故。
要知道飞机为什么会结冰，先得了解大气层的基本情况。大气层从地面向上可分为对流层、平流层、热层和外逸层。我们在地面所观测到的自然界的万千气象，如雨、雪、冰、霜、云和四季变化等，大都发生在最底部的对流层。而且在对流层，大气的温度是随着高度的增加而递减的，递减率大约为高度每上升1000米，气温下降6.5℃。
在对流层的下部（约9000米以下），除了主要由氮气、氧气、部分惰性气体和二氧化碳等组成的干空气之外，还包含来自海洋、江河、湖泊的表面水分蒸发而产生的水蒸气。温度下降时，空气的饱和含湿量也在下降，当大气中的水蒸气遇到空气中悬浮的微小尘埃颗粒时，多余的水汽就会形成小水滴。云就是由悬浮在空气中的无数小水滴形成的空气块。这样，就在地面及一定高度范围内形成了一个结冰气象环境。
飞机部件表面上结冰量的大小、结冰区域以及所结冰层的形状，主要取决于云层温度、液态水含量、水滴直径和云层范围四个气象参数。
飞机结冰一般发生在 0℃～-20℃的云层温度范围内，尤其在-2℃～-10℃的温度范围内遭遇结冰的次数最多，而强烈结冰主要发生在-2℃～-8℃。
液态水含量指单位云体中所含的液态水的重量。液态水含量越大，在单位时间内撞击在机体外表面上的水量就越多，因而结冰越严重。
对于飞机防除冰的研究，早在上世纪二三十年代就已展开，美国、前苏联、加拿大、英国、法国等发达国家对此进行了大量的研究，其中尤以美国航空航天局（NASA） 的研究最为活跃。NASA 投入了大量的人力和财力对飞机的结冰和防除冰进行了全方位研究。该机构联合美国和其他西方国家的高等院校、研究机构以及航空公司，进行了关于飞机结冰的气象条件的统计、分析，对结冰机理、过程、影响因素以及飞机防除冰方法和系统等进行了计算机仿真和试验研究，几乎涉及了与飞机结冰相关的所有方面，开发了一系列软件，积累了大量的经验。
我国CCAR-25部（《运输类飞机适航标准》）有关条款明确规定，民用运输机必须在极其苛刻的特殊气象条件下进行自然结冰的试验试飞。
自然结冰试验主要是检验飞机的抗结冰能力。运输类飞机适航标准CCAR-25部中明确要求飞机在自然结冰情况下能安全飞行。
随着科学技术的进步，人们对飞机结冰危害性的认识逐步提高，各种新型的防除冰方法不断涌现，因结冰而导致的空难日益减少。
