实现这一平衡的关键结构是压载水舱。当潜水艇需要下潜时，舱室水，增加整体重量直至重力大于浮力；上浮时则通过压缩空气排出海水，减少重量使浮力占据主导。这一过程全遵循阿基米德原理——物体在液体中受到的浮力等于其排开液体的重量。
为维持水下姿态稳定，潜水艇配备了方向舵与升降舵。方向舵控制水平转向，升降舵调整俯仰角度，配合推进系统形成三维机动能力。部分深海潜水艇还会采用可变压载系统，通过调节不同舱室的水量实现更精细的深度控制。
在悬浮状态下，潜水艇的重力与浮力达到美抵消。此时动力系统仅需提供克服水流阻力的前进动力，续航能力得到显著提升。这种状态的维持依赖舱内精密的深度传感器和自动控制系统，确保在复杂水文环境中保持稳定深度。
现代潜水艇还集成了压力 hull 设计，通过高强度合金外壳抵抗深海压强。下潜深度每增加10米，水压便会增加一个标准大气压，因此 hull 结构的抗压性能直接决定潜水艇的最大作业深度。
这些原理的协同作用，使潜水艇能够在水下成侦察、作战、科研等复杂任务，成为海洋开发与国防安全的重要装备。