Šķidruma tilpums, kas var būt gāze vai šķidrums, ir hidrostatiskā līdzsvarā, ja gravitācijas radītais lejupejošais spēks ir līdzsvarots ar augšupvērstu spēku, ko iedarbojas šķidruma spiediens. Piemēram, Zemes atmosfēru uz leju velk gravitācija, bet virzienā uz virsmu gaiss tiek saspiests visa augšā esošā gaisa svara dēļ, tāpēc gaisa blīvums palielinās no atmosfēras augšdaļas līdz Zemes virsmai. Šī blīvuma starpība nozīmē, ka gaisa spiediens samazinās līdz ar augstumu tā, ka spiediens uz augšu no apakšas ir lielāks par lejupvērsto spiedienu no augšas, un šis neto augšupejošais spēks līdzsvaro lejupejošo gravitācijas spēku, saglabājot atmosfēru vairāk vai mazāk nemainīgā augstumā. Ja šķidruma tilpums nav hidrostatiskā līdzsvarā, tam jāsaraujas, ja gravitācijas spēks pārsniedz spiedienu, vai jāpaplašina, ja iekšējais spiediens ir lielāks.
Šo jēdzienu var izteikt kā hidrostatiskā līdzsvara vienādojumu. To parasti norāda kā dp/dz = −gρ un attiecas uz šķidruma slāni lielākā tilpumā hidrostatiskā līdzsvarā, kur dp ir spiediena izmaiņas slānī, dz ir slāņa biezums, g ir paātrinājums. gravitācijai un ρ ir šķidruma blīvums. Vienādojumu var izmantot, lai aprēķinātu, piemēram, spiedienu planētas atmosfērā noteiktā augstumā virs virsmas.
Gāzes tilpums kosmosā, piemēram, liels ūdeņraža mākonis, sākotnēji saruks gravitācijas ietekmē, un tās spiediens palielinās virzienā uz centru. Kontrakcijas turpināsies, līdz rodas ārējais spēks, kas vienāds ar iekšējo gravitācijas spēku. Parasti tas ir brīdis, kad spiediens centrā ir tik liels, ka ūdeņraža kodoli saplūst kopā, veidojot hēliju procesā, ko sauc par kodolsintēzi, kas atbrīvo milzīgu enerģijas daudzumu, radot zvaigzni. Iegūtais siltums palielina gāzes spiedienu, radot ārēju spēku, lai līdzsvarotu iekšējo gravitācijas spēku, lai zvaigzne būtu hidrostatiskā līdzsvarā. Gravitācijas pieauguma gadījumā, iespējams, zvaigznē iekrītot vairāk gāzes, palielināsies arī gāzes blīvums un temperatūra, nodrošinot lielāku spiedienu uz āru un saglabājot līdzsvaru.
Zvaigznes saglabājas hidrostatiskā līdzsvarā ilgu laiku, parasti vairākus miljardus gadu, bet galu galā tām beigsies ūdeņradis un sāks pakāpeniski sakausēt smagākus elementus. Šīs izmaiņas uz laiku izved zvaigzni no līdzsvara, izraisot izplešanos vai saraušanos, līdz tiek izveidots jauns līdzsvars. Dzelzi nevar sakausēt smagākos elementos, jo tas prasītu vairāk enerģijas, nekā process radītu, tāpēc, kad visa zvaigznes kodoldegviela galu galā ir pārvērtusies par dzelzi, turpmāka saplūšana nevar notikt un zvaigzne sabrūk. Tas var atstāt cietu dzelzs kodolu, neitronu zvaigzni vai melno caurumu atkarībā no zvaigznes masas. Melnā cauruma gadījumā neviens zināms fizikāls process nevar radīt pietiekamu iekšējo spiedienu, lai apturētu gravitācijas sabrukumu, tāpēc nevar sasniegt hidrostatisko līdzsvaru, un tiek uzskatīts, ka zvaigzne saraujas līdz bezgalīga blīvuma punktam, kas pazīstams kā singularitāte.