根据阿基米德浮力原理，它受到的浮力也是固定的所以潜水艇要能够潜入水中就需要借助潜水艇上有一些被称为水舱的舱体内的水。当潜水艇需要下沉时就打开阀门，让海水注入水舱使潜艇重量逐渐增加。而渐渐下沉当需要让潜水艇处于水中某一深度行进时只需让水舱注入适当量的海水就行了。如果需要潜水艇上浮就用机器把大量压缩空气注入水舱，排出舱中海水减轻艇的重量，潜水艇就会迅速浮出水面。

潜水艇上的仿生学建造潜艇首先要解决如何下潜和上浮两道难题。为了解决这两道难题，人们开始向生物请教后来人们经过长时间观察和研究发现。僧帽水母具有充气的浮鳔可以根据感觉细胞的控制充入足量的气体使水母浮于水面。乌贼也是靠改变体内水的密度实现沉浮，它的浮室──海鳔鞘的孔隙里的水和气体是按其游泳水深所需要的比例混合起来的。而鱼类是靠精巧的鱼鳔充气和排气实现沉浮。人们从这些水生物沉浮机制中得到启示。

从17世纪初开始研制潜艇最初研制出一种通过人力摇动，往水柜里注水、排水，以使其下潜上浮上船船体造型是模仿鳟鱼等鱼类呈狭长流线型以减少水的阻力。