潜艇能在海中保持姿态平稳，是因为潜艇具有表面稳定性与横向稳定性。表面稳定性与潜艇在水面上的各种姿态息息相关。在水面时，潜艇和其他船舶的稳定性原则的相同的。

同样，潜艇的横向稳定性的分析，与水面舰艇的横向稳定性的分析也是类似的，因为二者都遵循相同的流体静力学原理。在水面时，潜艇的稳定性标准则是其在水面以上高度的中心点。因此，在潜艇上浮后，潜艇的浮力中心会发生变化，从水下的浮力中心，转移到另一个位置。水面以上原中心高于水下稳定重心，假如此时潜艇歪斜，则会产生一个力矩，将潜艇拉回水平稳定的位置。

当潜艇的水舱被灌满时，潜艇则会开始潜水。在水下保持稳定姿态，实际上这样类似于飞机在空中飞行，如何保持稳定的情况，但是潜艇不像飞机那样依赖于向前的运动（飞行）来使其悬浮在水中。

潜艇上的鳍片仅为其提供上浮或者下潜时的升降力，或者向左右转向时的转向力，。但潜艇依然可以在静止状态下在水中保持稳定，是由于潜艇重量和浮力的关系。当潜艇的重量大于浮力，它会下沉，小于浮力则会上浮，因此在悬浮状态下的潜艇，重量是和浮力相等的。

而潜艇的水下横向稳定性，是与上段所讲的如何在水下静止时保持稳定息息相关。首先，潜艇没有了在水面上的部分，因此在水下部分的潜艇体积几乎不可能发生改变，因此在水下的潜艇的浮力中心的不会受到改变的。

换句话说，潜艇在水下时，它的重心与浮力中心是重合的。而假设此时潜艇因为不明原因发生了偏转，则会产生一个偏心高度，因此会导致重心发生改变，这个重心改变后高度与浮力中心高度的高低，则与潜艇是否能够扶正息息相关，如果重心低于浮力中心，则会产生一个复原力矩，使潜艇处于直立的位置；如果重心高于浮力中心，则大事不妙，潜艇会发生倾覆。为了避免潜艇发生这种情况，水下潜艇的浮力中心始终会保持在重心之上。

在为了使潜艇的浮力中心能够高于重心，在设计上潜艇会将重型设备尽可能的安装在低的位置。例如：潜艇给水箱抽水吸水的重型泵位于舰体的最低水平，同时，电池也位于舰体的最低处。而且在其他设计上，一些潜艇还拥有可以微调的水箱位于舰体两端。

而这些抗原调整的水箱，不管他们是在舰体前端还是后端，也紧靠着潜艇的浮力中心，这样便可防止在使用时发生突然的俯仰变化。在水箱设计上，水箱沿着中线对称排布，也是为了防止潜艇的稳定性遭到破坏。包括潜艇上的武器装填顺序，也会尽量使潜艇保持着水平稳定。

除了这些固有的重量外，潜艇上还拥有一些可随时间变化的重量因素。船员数量，补给品的重量，燃料的重量，舰内固体废物的重量。而潜艇还存在有可以分析潜艇水平稳定情况的计算机，只要正确列出重量和所有的浮力产生，以及根据传感器得到的体积与体积中心，系统便会计算出潜艇的总浮力和浮力中心的三维坐标，并进行分析，以提醒艇上操作人员保持潜艇稳定。