静力平衡的关系称静力学关系：

(1)

式中为重力加速度；、分别为空气的密度和气压；为高度。因为总是大于零，所以气压总是随高度递减。

(2)

称静力学方程。考虑到大气的状态方程，有：

(3)

可以得出气压随高度分布的关系，即气压-高度公式，或称压-高公式：

(4)

式中为干空气气体常数；为热力学温度；为海平面的气压。

对于大尺度运动来说（水平尺度的量级约为10³千米，铅直尺度的量级约为10千米，），其铅直加速度比重力加速度小得多，能够比较准确地满足静力平衡，即大尺度运动具有静力平衡或准静力平衡的性质。研究大尺度运动时，通常将铅直坐标高度换为气压，这样水平气压梯度力就可转换为等压面上的重力位势梯度，即：

(5)

式中、分别为等高面和等压面上的矢量微分算符；，为重力位势。