Kierre on jatkuvan kaltevuuden käyrä, joka kiertää keskiakselin ympäri, aivan kuten kierreportaat. Kierrekulma on käyrän tangentti akseliin verrattuna. Helikat ovat yleisiä luonnossa ja mekaanisissa laitteissa. Kulma määrää monia muita kierukan ominaisuuksia.
Koneinsinöörit ovat huolissaan monien malliensa kierrekulmasta. Kierteitetyt ruuvit ja pultit näyttävät kulman, joka määrittää, kuinka paljon purenta tai uutta materiaalia ruuvi kerää sisään jokaisen kierroksen aikana. Suuremmalla kierrekulmalla varustetun laitteen kääntäminen vaatii enemmän voimaa. Samoin ruuvi, jolla on suurempi kulma, pitää tiukemmin.
Ruuvikuljettimet kuljettavat kierukkoja monien rakeisten tai tahnamaisten materiaalien kuljettamiseen. Antiikkikreikkalaisen filosofin Archimedesin ansiota on ruuvikuljettimen keksiminen. Hän käytti suurta veistettyä puuruuvia ontossa puunrungossa. Kierrä ruuvia vesi voitaisiin siirtää ylämäkeen kastelutarkoituksiin.
Jouset kuvaavat erästä toista hyödyllistä heliksin ominaisuutta. Sen lisäksi, että heliksiivit kykenevät kuljettamaan materiaaleja ja sitomaan materiaaleja, ne varastoivat energiaa geometrisessa suunnittelussaan, jota voidaan käyttää. Pogo -tikun, autojen iskujen tai sängyn jousien energia tulee kelan puristumisesta ja sen jälkeisestä laajentumisesta. Kierrekulma samoin kuin rakennusmateriaali määrää jousen puristamiseen tarvittavan voiman.
Biologiasta löytyy monia esimerkkejä kierukasta. Hernekasvin jänteiden käännös noudattaa kiinteää kierukan kulmaa, vaikka käännöksen halkaisija voi vaihdella. Samoin kotilo simpukat ja monet muut kuoret näyttävät kiinteän kulman. Joillakin halkaisija kasvaa jokaisen lisäyksen yhteydessä, kun taas toisilla on kiinteä halkaisija, joka muodostaa pitkän putken muodon.
Ehkä tunnetuin esimerkki kierteistä luonnossa on deoksiriboosin nukleiinihappomolekyylin (DNA) kaksoiskierre. DNA on genetiikan molekyyliperusta. Ainutlaatuinen kaksoiskierrekulma on niin säännöllinen, että molekyylin rakenne havaittiin kristallografiatekniikoilla.
Matemaattisesti kierukka on yksinkertaisesti ympyrän jälki, jonka z-ulottuvuus kasvaa. Karteesiset koordinaatit annetaan: x = r cos t, y = r sin t, z = ct; jossa r on säde ja 2 π c on silmukoiden välinen nousu tai pystysuora etäisyys. Lancretin lauseen mukaan, jos r/c = vakio, käyrä on kierre. Käytännössä ruuvisuunnittelun matematiikka on melko monimutkaista, koska siihen liittyy monia parametreja.