该原理是基于“浮性定律”（或阿基米德定律）。任何物体在液体中都会受到浮力的作用，浮力的大小等于物体本身所排开液体的重量。当物体的重量大于浮力时它就会下沉；小于浮力时就会上浮；等于浮力时就会悬停在液体中，这两个力大小相等，但方向正好相反。
潜艇在水中时，这两种力也都会作用在潜艇上。如上所述，潜艇本身的重量叫做重力，潜艇入水部分所排开海水的重量叫做浮力，要使潜艇下潜只要使它的重量大于它的浮力就行了，那么怎样增加潜艇的重量呢？在潜艇上都设有压载水舱，只要往空的压载水舱里注水，潜艇就变重了，这时潜艇的重量就会大于它排开水的重量（即大于浮力），潜艇就逐渐下潜。当潜艇正常上浮时，用高压空气分步骤把压载水舱里的水挤出去，使之充满了空气，使潜艇在水下的重量减轻了，当潜艇的重量小于它同体积的水的重量时（即小于浮力时），潜艇就会上浮，直至浮出水面。
