El procedimiento se basa en el principio de Arquímedes, que establece que:La fuerza de flotación que el agua ejerce sobre un objeto sumergido es igual al peso del agua que el objeto desplaza.
Ejemplo 1: Si un bloque de piedra sólida pesa 3 kilogramos en tierra firme y 2 kilogramos cuando se sumerge en una tina de agua, entonces ha desplazado 1 kilogramo de agua. Dado que 1 litro de agua pesa 1 kilogramo (a 4 °C), se deduce que el volumen del bloque es de 1 litro y la densidad (masa/volumen) de la piedra es de 3 kilogramos/litro.
Ejemplo 2: Considere un bloque más grande del mismo material de piedra que en el ejemplo 1, pero con una cavidad de 1 litro dentro de la misma cantidad de piedra. El bloque todavía pesaría 3 kilogramos en tierra firme (ignorando el peso del aire en la cavidad), pero ahora desplazaría 2 litros de agua, por lo que su peso sumergido sería de solo 1 kilogramo (a 4 °C).
En cualquiera de los ejemplos anteriores, la densidad correcta se puede calcular mediante la siguiente ecuación:
Db = Ma (Ma – Mw) ÷ Dw-RV {\displaystyle {\mbox{Db}}={\frac {\mbox{Ma}} {\mbox {(Ma-Mw) ÷ Dw-RV}}}}
Donde: Db = Densidad del cuerpo, Ma = » Masa en el aire «(es decir, peso seco), Mw = «Masa en el agua» (es decir, peso bajo el agua), Dw = Densidad del agua (basada en la temperatura del agua), RV = Volumen residual (el espacio sin llenar encerrado por el cuerpo, por ejemplo, volumen de aire en los pulmones + vías respiratorias después de una exhalación máxima).
El volumen residual en los pulmones puede añadir error si no se mide directamente o se estima con precisión. El volumen residual puede medirse mediante procedimientos de dilución de gas o estimarse a partir de la edad y la altura de una persona:
Inches: RV-Est(Men) = 0.033 X Ht. (inches) + 0.022 X Age (yrs.) - 1.232Metric: RV-Est(Men) = 1.310 X Ht. (meters) + 0.022 X Age (yrs.) - 1.232
Inches: RV-Est(Women) = 0.046 X Ht. (inches) + 0.016 X Age (yrs.) - 2.003Metric: RV-Est(Women) = 1.812 X Ht. (meters) + 0.016 X Age (yrs.) - 2.003
El volumen residual también se puede estimar como una proporción de la capacidad vital (0,24 para los hombres y 0,28 para las mujeres).