Teigiama, kad skysčio tūris, kuris gali būti dujos arba skystis, yra hidrostatinėje pusiausvyroje, kai gravitacijos veikiama žemyn nukreipta jėga yra subalansuota aukštyn kylančia jėga, kurią veikia skysčio slėgis. Pavyzdžiui, Žemės atmosferą gravitacija traukia žemyn, tačiau link paviršiaus oras suspaudžiamas viso aukščiau esančio oro svorio, todėl oro tankis didėja nuo atmosferos viršaus iki Žemės paviršiaus. Šis tankio skirtumas reiškia, kad oro slėgis mažėja didėjant aukščiui taip, kad slėgis į viršų iš apačios yra didesnis nei slėgis žemyn iš viršaus, o ši grynoji aukštyn kylanti jėga subalansuoja žemyn nukreiptą gravitacijos jėgą, išlaikydama atmosferą daugiau ar mažiau pastoviame aukštyje. Kai skysčio tūris nėra hidrostatinės pusiausvyros, jis turi susitraukti, jei gravitacinė jėga viršija slėgį, arba išsiplėsti, jei vidinis slėgis yra didesnis.
Šią sąvoką galima išreikšti kaip hidrostatinės pusiausvyros lygtį. Paprastai jis nurodomas kaip dp/dz = −gρ ir taikomas didesnio tūrio skysčio sluoksniui esant hidrostatinei pusiausvyrai, kur dp yra slėgio pokytis sluoksnyje, dz yra sluoksnio storis, g yra pagreitis. gravitacijai, o ρ yra skysčio tankis. Lygtis gali būti naudojama, pavyzdžiui, apskaičiuoti slėgį planetos atmosferoje tam tikrame aukštyje virš paviršiaus.
Dujų tūris erdvėje, pavyzdžiui, didelis vandenilio debesis, iš pradžių susitrauks dėl gravitacijos, o jo slėgis didės link centro. Susitraukimas tęsis tol, kol į išorę nukreipta jėga, lygi vidinei gravitacijos jėgai. Paprastai tai yra taškas, kai slėgis centre yra toks didelis, kad vandenilio branduoliai susilieja ir gamina helią procese, vadinamame branduolių sinteze, kuri išskiria didžiulį energijos kiekį ir pagimdo žvaigždę. Susidariusi šiluma padidina dujų slėgį, sukurdama išorinę jėgą, subalansuojančią vidinę gravitacijos jėgą, kad žvaigždė būtų hidrostatinėje pusiausvyroje. Didėjant gravitacijai, galbūt dėl to, kad į žvaigždę patenka daugiau dujų, padidės ir dujų tankis bei temperatūra, sukeldami didesnį slėgį išorėje ir išlaikydami pusiausvyrą.
Žvaigždės išlieka hidrostatinėje pusiausvyroje ilgą laiką, paprastai kelis milijardus metų, tačiau galiausiai joms pritrūks vandenilio ir pradės jungtis vis sunkesni elementai. Šie pokyčiai laikinai išmuša žvaigždę iš pusiausvyros, sukeldami išsiplėtimą arba susitraukimą, kol bus nustatyta nauja pusiausvyra. Geležis negali būti sulydoma į sunkesnius elementus, nes tam prireiktų daugiau energijos, nei pasigamintų procesas, todėl visam žvaigždės branduoliniam kurui galiausiai pavirtus į geležį, tolimesnė sintezė negali vykti ir žvaigždė subyrės. Tai gali palikti tvirtą geležies šerdį, neutroninę žvaigždę arba juodąją skylę, priklausomai nuo žvaigždės masės. Juodosios skylės atveju joks žinomas fizinis procesas negali sukurti pakankamo vidinio slėgio, kad sustabdytų gravitacinį kolapsą, todėl neįmanoma pasiekti hidrostatinės pusiausvyros ir manoma, kad žvaigždė susitraukia iki begalinio tankio taško, žinomo kaip singuliarumas.