潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮和下潜。
潜艇主压载水舱水增多时，增加重量，当重量大于水所产生的浮力时，即从水面潜入水下。用压缩空气把主压载水舱内的一部分水排出，重量减小，当自身重力小于水产生的浮力时，即从水下浮出水面。艇内设有专门的装置调整水舱，用于注入或排出适量的水，以调整因物资、弹药的消耗和海水密度的改变而引起的潜艇水下浮力的变化。艇首、艇尾还设有纵倾平衡水舱，通过调整首、尾平衡水舱水量以消除潜艇在水下可能产生的纵倾。
而鱼不同，它是靠改变自身体积，而改变自身密度来实现上浮和下潜的。鱼想下潜时，鱼就把鱼鳔内的一部分气体排出体外，体积减小，密度增大，当密度大于水的密度时，鱼就潜入水下。当鱼想浮上水面时就把鳃滤出的一部分气体放入鱼鳔内，鱼体积就会增大，当鱼密度小于水密度时，鱼就会浮出水面。
潜艇（别称：黑鱼）或称潜水船、潜舰是能够在水下运行的舰艇。[1] 潜艇的种类繁多，形制各异，小到全自动或一两人操作、作业时间数小时的小型民用潜水探测器，大至可装载数百人、连续潜航3-6个月的俄罗斯台风级核潜艇。按体积可分为大型（主要为军用）、中型或小型（袖珍潜艇、潜水器）和水下自动机械装置等。[2]
大型潜艇多为圆柱形，船中部通常设立一个垂直结构（舰桥），早期称为“指挥塔/指挥台”，内有通讯、感应器、潜望镜和控制设备等。如今的深海潜艇或专业潜艇常已无此设计。[3]
自第一次世界大战后，潜艇得到广泛运用，担任许多大国海军的重要位置，其功能包括攻击敌人军舰或潜艇、近岸保护、突破封锁、侦察和掩饰特种部队行动等。潜艇也被用于非军事用途，如海洋科学研究、抢救财物、勘探开采、科学侦测、维护设备、搜索援救、海底电缆维修、水下旅游观光、学术调查等，超级富豪甚至用为海下移动豪宅。
潜艇是公认的战略性武器（尤其是在裁军或扩军谈判中），其研发需要高度和全面的工业能力，目前只有少数国家能够自行设计和生产。特别是弹道导弹核潜艇更是核三位一体的关键一极。潜艇也是较早期就有的匿踪载具。潜艇的噪音降至90分贝左右就可以“淹没”在浩瀚的海洋背景噪音中，就不是当代声纳所能侦测的。