Kedua-dua adik-beradik Wright menerima pendidikan sekolah tinggi, tetapi tidak memperoleh diploma. Mereka dibesarkan di Dayton (tetapi juga pernah tinggal di Iowa dan Indiana selama beberapa tahun) di mana mereka membuka sebuah syarikat percetakan dan untuk satu tempoh yang singkat, menerbitkan mingguan dan surat khabar. Kemudian pada tahun 1892, mereka membuka sebuah syarikat untuk membaiki, mereka bentuk, dan mengilang basikal (Syarikat Basikal Wright).[1] Mereka mempergunakan usaha ini untuk membiayai minat penerbangan mereka yang semakin mendalam. Pada awal atau pertengahan 1890-an, mereka terbaca rencana-rencana dalam surat khabar atau majalah dan mungkin juga gambar-gambar foto tentang luncuran Otto Lilienthal yang dramatik di negara Jerman.

Tahun 1896 membawa tiga peristiwa penerbangan yang penting:

• Pada Mei, Samuel Langley, Setiausaha Institusi Smithson, berjaya menerbangkan sebuah kapal terbang model tanpa manusia yang menggunakan kuasa stim.
• Pada musim panas, Oktaf Chanute, seorang jurutera Chicago, menghimpunkan beberapa peminat penerbangan yang muda untuk menguji pelbagai jenis peluncur di gumuk pasir pada sepanjang pesisir Tasik Michigan.
• Pada Ogos, Lilienthal terbunuh ketika membuat penerjunan peluncurnya.

Peristiwa-peristiwa ini tertanam kukuh dalam fikiran adik-beradik Wright itu.

Pada Mei 1899, Wilbur menyurat kepada Institusi Smithson untuk memperoleh maklumat-maklumat dan terbitan-terbitan mengenai penerbangan. Menggunakan hasil daripada kerja-kerja Sir George Cayley, Chanute, Lilienthal, Leonardo da Vinci, dan Langley, mereka memulakan uji kaji penerbangan mekanik pada tahun itu. Kedua-dua adik-beradik melanjutkan teknologi penerbangan melalui penegasan kawalan kapal terbang dan bukan penambahan kuasa. Mereka memperkembangkan kawalan tiga paksi yang merupakan prinsip asas untuk penerbangan yang masih digunakan pada hari ini.

Wright bersaudara membuat penyelidikan dan pada mula-mulanya bergantung kepada kepustakaan penerbangan yang sedia ada ketika itu, termasuk jadual-jadual Lilienthal; tetapi selepas mendapati bahawa Pekali Smeaton (satu pemboleh tukar dalam formula pengangkat dan formula seretan) tidak betul, mereka membina sebuah terowong angin dan menguji melebihi dua ratus bentuk sayap yang berbeza-beza. Pengalaman mereka dalam bidang basikal, gear, motor, dan keseimbangan (ketika menunggang basikal) terbukti amat penting dalam kejayaan mereka untuk mencipta kapal terbang mekanik.

Semasa penyelidikan mereka, Wright bersaudara sentiasa bekerja bersama-sama, dan sumbangan-sumbangan mereka dalam pengembangan kapal terbang tidak dapat dipisahkan. Charlie Taylor, pembantu mereka, membantu dalam kerja harian, khususnya dalam pembinaan terowong angin dan enjin berdasarkan perbincangan-perbincangan Wright bersaudara. Kedua-dua adik-beradik Wright membuat semua kerja teori dan kebanyakan kerja guna tangan untuk pembinaan kapal terbang.

Idea-idea mengenai kawalan

Wilbur sering mencatat nota-nota yang terperinci mengenai penerbangan burung-burung. Pencerapan-pencerapannya menyebabkan kedua-dua adik-beradik mempercayai bahawa cara yang betul untuk sebuah mesin penerbangan berpusing di udara adalah untuk mesin itu "bersandar" pada pusingannya dengan cara yang sama dengan burung (dan juga sama untuk seorang yang menunggang basikal, suatu pengalaman yang mereka tahu benar). Penyiasat-penyiasat penerbangan yang lain berpegang pada pemikiran "dalam kotak" dan memperlihatkan penerbangan sebagai sesuatu yang serupa sahaja dengan pergerakan di atas tanah tetapi cuma di utara; untuk kapal terbang menukar hala, mereka menjangka sesuatu yang agak serupa dengan kemudi kapal, ataupun seretan yang tidak sama pada kedua-dua sayap semasa mesin penerbangan itu berada dalam keadaan yang rata.

Sebilangan penyiasat yang lain juga hendak bergantung kepada pelbagai reka-bentuk yang memberikan "kestabilan terwujud". Wilbur mendapati bahawa burung-burung mengubahkan sudut bahagian luaran sayap-sayap untuk menyengetkan tubuh ketika membuat pemusingan peluncuran. Kedua-dua adik-beradik tidak pasti bagaimana hendak mencapai keperluan ini dengan sayap buatan. Akhirnya mereka dapat menyelesaikan masalah itu melalui peledingan sayap ketika Wilbur tidak senjaga meledingkan kotak tayar semasa Wilbur menjual tayar di kedai mereka. Oleh itu, mereka mencipta satu kaedah yang diharapkan akan membolehkan pemusingan, serta pemulihan, ketika angin menyengetkan mesin penerbangan pada satu belah (imbangan sisian).

Pemikiran Wright bersaudara amat dipengaruhi oleh kematian Lilienthal dalam kemalangan tahun 1896 ketika angin menggangu keseimbangannya. Kematian juruterbang Percy Pilcher dalam keadaan yang sama pada tahun 1898 hanya mengukuhkan pendapat mereka bahawa suatu kaedah kawalan juruterbang yang boleh diharap, bukannya kestabilan terbina dalam, adalah jawapan untuk penerbangan yang selamat dan berjaya.

Menujui penerbangan

Pada tahun 1899, Wilbur menguji sayap meleding melalui pembinaan sebuah wau yang berukuran lima kaki dalam bentuk yang lebih kurang sama dengan kapal terbang bersayap kembar. Ketika salah satu daripada dua sayap wau itu diledingkan, satu hujung sayap akan menerima lebih pengangkat dan akan naik. Ini menyebabkan pemusingan di pada permulan arah hujung yang lebih rendah. Untuk membenarkan peledingan, tiang-tiang depan dan belakang antara sayap-sayap wau (dan kemudiannya peluncur yang dianggotai) tidak disokong dengan bres. Peledingan dikawal melalui wayar-wayar yang dipasang diseluruh struktur itu. Juruterbang wau akan menarik salah satu wayar atau yang lain untuk menyebabkan wau itu bersandar pada kiri atau kanan. Kaedah itu terbukti berjaya.

Pada tahun 1900, kedua-dua adik-beradik pergi ke Kitty Hawk, Carolina Utara untuk meneruskan kerja penerbangan mereka. Mereka memilih Kitty Hawk, (khususnya, sebuah gumuk pasir yang digelarkan "Bukit Kill Devil") atas nasihat seorang ahli meteorologi daripada Biro Cuaca disebabkan angin yang kuat dan tidak putus-putus, serta kerana lokasi yang terpencil itu memberikan kebersendirian daripada pesaing-pesaing dalam suatu perlumbaan yang begitu hebat untuk menjadi orang pertama yang berjaya untuk mencipta sebuah mesin penerbangan yang lebih berat daripada udara.

Peluncur

Wright bersaudara mendasarkan reka bentuk peluncur saiz penuh mereka yang pertama pada peluncur "dua-tingkat" Chanute-Herring yang berterbang dengan berjaya dalam ujikaji-ujikaji dekat Chicago pada tahun 1896. Tiang-tiang sayap peluncur Chanute dan Wright disokong dengan wayar-wayar untuk "kekuda Pratt" terubah suai yang Chanute, seorang jurutera, telah menyesuaikan daripada pengalamannya dalam pembinaan jambatan. Rupa bentuk peluncur-peluncur ini serupa dengan kapal terbang bersayap kembar yang membawa era penerbangan pada dekad-dekad yang berikut.

Wright bersaudara hanya menerbangkan peluncur untuk beberapa hari sahaja pada musim panas 1900 di Kitty Hawk. Dalam ujian-ujian awal, Wilbur berada di dalam peluncur ketika peluncur itu berterbang seolah-olah wau tidak jauh di atas permukaan tanah dengan orang-orang di bawah memegang tali-tali penambat. Banyak ujian wau dilaksanakan tanpa dianggotai, dengan guni pasir atau rantai-rantai (dan juga seorang budak tempatan) sebagai balast. Peluncur juga diuji tanpa dianggotai semasa digantung daripada sebuah menara buatan diri yang kecil. Wilbur (dan mungkinnya Orville) membuat luncuran bebas hanya untuk satu hari. Walaupun pengangkat tidak sebegitu baik seperti yang dijangka, kedua-dua adik-beradik berasa yakin kerana pengangkat depan terbukti berkesan dan mereka tidak mengalami sebarang kemalangan. Disebabkan mereka tidak membuat banyak peluncuran tanpa tali penambat, mereka tidak dapat menguji sayap meleding mereka.

Juruterbang dikehendaki berbaring pada sayap yang lebih rendah untuk mengurangkan seretan aerodinamik. Ketika luncuran tamat, juruterbang juga dikehendaki turun dengan posisi yang tegak, kaki dahulu, melalui satu lubang di sayap peluncur. Selepas beberapa luncuran, kedua-dua adik-beradik mendapati bahawa juruterbang boleh turun dengan kepala dahulu tanpa sebarang bahaya ketika mendarat. Oleh itu, mereka membuat kesemua penerbangan mereka dalam posisi tersebut pada lima tahun yang berikut.

Pada tahun 1901, Wright bersaudara membina peluncur yang mempunyai sayap yang lebih besar untuk memperbaiki pengangkat. Bagaimanapun, peluncur itu menimbulkan dua kekecewaan yang utama. Peluncur itu bukan sahaja menghasilkan pengangkat yang kurang daripada apa yang dianggap, tetapi peledingan sayap juga tidak bertindak seperti yang dianggap. Dalam perjalanan balik ke rumah pada musim yang kedua, Wilbur dengan kecewanya menegur Orville bahawa manusia boleh menerbang, tetapi bukan dalam seumur hidup mereka.

Pada musim sejuk 1901, mereka memulakan semula usaha-usaha mereka dan menjalani ujikaji-ujikaji terowong angin yang sistematik. Dalam hanya beberapa minggu, mereka mentakrifkan semula pengetahuan-pengetahuan asas terhadap pengangkat, seretan, bentuk sayap, dan lengkung kerajang udara. Dengan "nisbah aspek" yang lebih besar — rentang sayap yang lebih panjang dan perentas (ukuran sayap dari depan ke belakang) yang lebih pendek — peluncur 1902 yang muncul daripada penyelidikan itu kelihatan lebih serupa dengan idea moden untuk kapal terbang berbanding mesin-mesin dahulu, dan mempunyai rupa bentuk yang jelas lebih cantik. Keranjang udara juga mempunyai kamber (nisbah antara ketebalan sayap dengan perentas) maksimum yang lebih nipis. Sayap-sayap 1901 tebal sekali, suatu ciri yang ditiru daripada peluncur Lilienthal. Dengan data terowong angin sendiri, Wright bersaudara tidak lagi meniru rekabentuk-rekabentuk orang lain.