La bilancia idrostatica è costituita da due bracci che recano alle estremità una scanalatura. Questa permette la lettura su una scala a zero centrale, posta su un telaio fisso. Il sostegno è costituito da due parti: quella superiore, più corta, può scorrere dentro a quella inferiore cava. Lo scorrimento si ottiene agendo su due viti. All'estremità di ciascun braccio della bilancia è sospeso un piattello di ottone, recante un gancetto al centro della faccia inferiore. Lo strumento è corredato da una serie di pesetti e da due cilindri di uguale volume, uno pieno e uno cavo, ora mancanti.

Mediante questo apparato si può misurare il valore della spinta idrostatica su un corpo immerso nell'acqua.

Si dispone la bilancia in assetto di equilibrio. Su uno dei piatti si dispone un cilindro cavo di spessore molto sottile e sotto il medesimo piatto si appende un cilindro pieno dello stesso volume del primo. La bilancia ora non è più in equilibrio poiché sul suo braccio di sinistra agisce il peso dei cilindri. Disponendo degli opportuni pesetti sull'altro piatto si riporta la bilancia all'equilibrio. Se prendiamo un recipiente, lo poniamo sotto il cilindro inferiore e versiamo dell'acqua, la bilancia non è più in equilibrio quando il cilindro comincia ad essere sommerso. Quando il cilindro inferiore risulta completamente immerso nell'acqua la bilancia ha raggiunto la massima inclinazione. Il cilindro immerso infatti riceve la spinta idrostatica, o spinta di Archimede, diretta verso l'alto. Perciò la forza risultante che agisce ora sul braccio della bilancia è data dal peso dei cilindri meno la spinta su quello immerso. Il valore della spinta è uguale al peso dell'acqua spostato dal cilindro immerso. Se infatti riempiamo di acqua il cilindro cavo, la bilancia torna in equilibrio. Il peso dell'acqua che riempie il cilindro cavo è pari al valore della spinta idrostatica.