潜水艇工作原理是基于“浮性定律”（或阿基米德定律）.任何物体在液体中都会受到浮力的作用,浮力的大小等于物体本身所排开液体的重量.当物体的重量大于浮力时它就会下沉；小于浮力时就会上浮；等于浮力时就会悬停在液体中,这两个力大小相等,但方向正好相反.
潜艇在水中时,这两种力也都会作用在潜艇上.如上所述,潜艇本身的重量叫做重力,潜艇入水部分所排开海水的重量叫做浮力,要使潜艇下潜只要使它的重量大于它的浮力就行了,那么怎样增加潜艇的重量呢?在潜艇上都设有压载水舱,只要往空的压载水舱里注水,潜艇就变重了,这时潜艇的重量就会大于它排开水的重量（即大于浮力）,潜艇就逐渐下潜.
当潜艇正常上浮时,用高压空气分步骤把压载水舱里的水挤出去,使之充满了空气,使潜艇在水下的重量减轻了,当潜艇的重量小于它同体积的水的重量时（即小于浮力时）,潜艇就会上浮,直至浮出水面.
另外,也可以采用操舵的方法将航行中的潜艇调整到距水面30米的安全深度（安全深度是为了防止与水面船只碰撞的限制深度）,继续上浮到10—30米深度时是危险深度,上浮到10米左右时属于潜望深度,到达潜望深度后就可以排水上浮了.