Muinainen kreikkalainen matemaatikko, fyysikko ja keksijä Arkhimedes antoi sanamuodon hydrostaattisen paineen periaatteelle, joskaan hän ilmeisesti ei vielä tiennyt siitä kaikkea. Todennäköisesti Arkhimedes arveli vain selvittäneensä, miksi esineet kelluvat.

Hän päätteli, että nesteeseen upotettua kappaletta kannattava voima on yhtä suuri kuin kappaleen syrjäyttämän vesimäärän paino. Jos nesteeseen upotetun kappaleen tiheys on pienempi kuin veden, kappale jää kellumaan. Jos tiheys on suurempi kuin veden, kappale uppoaa. Jos esimerkiksi sukeltajan vasara särkyy, sen pää uppoaa ja varsi nousee pintaan.

Koska vesi on lähes kokoon puristumatonta, sen tiheys pysyy vakiona kaikissa syvyyksissä. Kelluvuutta aiheuttava noste ei ole riippuvainen kiinteiden esineiden tai kokoon puristamattomien kappaleiden upotussyvyydestä. Jos kysymyksessä on joustavassa säiliössä oleva kaasu, sen tilavuus pienenee paineen suuretessa. Kelluvuus heikkenee vastaavasti tilavuuden pienetessä. Joustava säkki saattaa olla tietyllä kohtaa tasapainossa ja jäädä kellumaan veden alle. Tämä johtuu siitä, että nesteen kelluvuus on tarkalleen riittävä kumotakseen painovoiman, joka vetää esinettä alaspäin.

Tämä tasapaino on kuitenkin epävakaa. Jos esine nousee jonkin verran ylemmäksi, se pullistuu, noste kasvaa, ja esine työntyy vielä¬kin ylemmäksi. Tällöin tilavuus jonkin verran suurenee, ja ketjureaktio jatkuu, koska noste on käynyt suuremmaksi kuin esineen paino. Esine kohoaa laajetessaan yhä ylemmäksi, kunnes se päätyy pintaan ja jää sinne kellumaan. Kuten odottaa saattaa, seuraus on päinvastainen, mikäli tasapainossa oleva ilmapussi vajoaa jonkin verran alemmaksi. Se uppoaa yhä nopeammin tilavuuden — ja samalla nosteen — pienetessä, kunnes se saavuttaa pohjan.

Ihmisruumis on muodostunut kiinteistä aineista, nesteistä ja suuhun ja nenään johtavista ilmakanavista. Ihmisen mennessä syvemmälle veteen lihan ja luiden tiheys muuttuu vain vähän. Ilmatiehyet ja ontelot sen sijaan ovat joustavia. Ilman hengityslaitetta liikkuva sukeltaja kelluu vedenpinnassa, mutta 10—12 metrin syvyydessä hän alkaa vajota, koska paine on alentanut hänen ruumiinsa kaasujen tilavuutta ja hänen kelluvuutensa on pienentynyt.

Ylhäältä suodattuvien auringonsäteiden valossa Frederic Dumas näyttää liitelevän vaivattomasti rosoisten kivien peittämän pohjan yläpuolella

Tärkeimpiä tekijöitä ihmisruumiin kelluvuuden määrittelyssä on keuhkojen ilmamäärä. Täydellisen sisään hengityksen aikana keuhkojen ilmamäärä on noin 5700 kuutiosenttimetriä suurempi kuin täydellisen uloshengityksen aikana. Tämä merkitsee noin 5,5 kilon eroa kelluvuudessa.

Nämä laskelmat perustuvat teoriaan ihanteellisesta virtaavasta aineesta. Teorian ja käytännön välillä on eroja. Esimerkiksi ilmassa ihmiseen kohdistuva noste on hyvin vähäinen. Jos mies painaa 68 kiloa, häneen kohdistuu meren¬pinnan tasolla 85 gramman noste ja 5000 metrin korkeudessa noste on puolet siitä.

Suolattomassa vedessä samaan 68-kiloiseen mieheen kohdistuu 67 kilon noste, joten hän uppoaa jonkin verran. Suolavesi on kuitenkin suolatonta vettä tiheämpää. Niinpä valtameressä samaa miestä kannattelee 70 kilon noste, ja hän jää pintaan kellumaan.

Kun sukeltajan hengityslaitteesta lähtevä ilma syrjäyttää veden ja lietteen, hänen pitelemänsä amforan kelluvuus suurenee ja ruukku kohoaa pintaan päin.