当大气处于静力平衡的状态时，一个气块受到的空气浮力和自身重力相等，则会在垂直方向上处于一个平衡位置；当受到外力（动力或热力）的作用，就会使气块偏离平衡位置产生向上或向下的垂直运动；这种偏离平衡位置的垂直运动能否继续发展，是由大气温度和湿度的垂直分布所决定的。

大气所具有的这种影响垂直运动的特征称为大气的静力稳定度，也称层结稳定度。数学定义运用数学的方式，计算式推导如下：气块的垂直加速度等于其所受浮力和重力的和，即①由于静力平衡，有②将‚②代入①，可得气块垂直加速度与内外密度差的关系③式中 w——垂直运动加速度；ρ——气块密度；ρ1——环境空气密度；P ——空气压强；g ——重力加速度；B ——净的阿基米德浮力。根据判据B，可以得知气块的运动趋势：B>0，表示加速度为正，即气块上升到新位置之后，由于密度比空气密度小，将继续上升；B<0，表示加速度为负，即气块上升到新位置之后，由于密度比空气密度大，将下降；B=0，表示加速度等于零，气块静止不动。