Il principio di Archimede afferma che "un corpo solido indeformabile immerso in un fluido riceve una spinta (idrostatica) dal basso verso l'alto pari al peso del volume del fluido spostato". La leggenda relativa alla scoperta di tale principio è abbastanza nota così come la celebre esclamazione "éureka!" (ho trovato!) ad essa legata.

La spinta idrostatica che agisce su un corpo solido immerso è diretta conseguenza del fatto che nei fluidi incomprimibili in quiete la pressione varia linearmente con la quota altimetrica (legge idrostatica). Pertanto, considerando per semplicità un cubo immerso in un liquido (che è un fluido incomprimibile), le forze di pressione che agiscono (in direzione ovviamente normale) sulle facce laterali sono a due a due uguali e così si bilanciano, mentre altrettanto non si può dire per le forze agenti sulle basi a causa della legge idrostatica. Le forza di pressione sulla base più in profondità risulta essere maggiore di quella che sollecita la base superiore e pertanto la spinta idrostatica verso l'alto che ne nasce è proprio la differenza tra queste due forze diverse per intensità. Naturalmente il principio di Archimede è valido per corpi di forma qualunque immersi in un fluido qualsiasi e un'elegante dimostrazione si deve al matematico fiammingo Simon Stevin (1548 – 1620).

Poiché su un corpo immerso in un liquido in quiete agisce oltre alla spinta di Archimede, che tende a farlo salire, anche la forza peso, che invece tende a farlo affondare sempre di più, il risultato della somma di queste due forze può portare a tre diverse situazioni (Diavolo di Cartesio):

• il corpo immerso va a fondo se esso conserva un peso apparente G', pari alla differenza tra la forza peso G e la spinta di sostentamento S, diverso da zero (bilancia idrostatica);
• il corpo galleggia quando si trova nelle condizioni tali che, se completamente immerso, la spinta di Archimede S risulta maggiore della forza peso G. Così il corpo sale verso la superficie del liquido ed emerge fino a che il peso del volume di liquido spostato dalla parte immersa non bilancia perfettamente il peso G;
• il corpo non galleggia né va a fondo, cioè sta in equilibrio (stabile) ad una certa profondità, quando la forza peso G è bilanciata perfettamente dalla spinta di sostentamento S.