1851年，由英国科学家G.G.斯托克斯首先提出。此定律是根据小球粒在重力作用下，在液柱中下沉时，作用在其上的所有力推导而出。即当小球粒沉降阻力（向上）和沉降作用力（向下）相等时，则沉降速度恒定。即斯托克斯定律方程为：

式中为土粒（圆球）的沉降速率；和分别为土粒和液体的密度；为液体的阻滞系数；为重力加速度；为土粒半径。此定律在一些领域中，特别是淡水中沉积物的沉降和流体黏度的测量问题上已得到应用，但因只当微粒的运动不会在流体中引起湍流时才适用，所以后又陆续进行了修正。

1911年，美国物理学家R.A.密立根的油滴实验即采用此定律计算出了油滴半径。此定律还可作为颗粒沉降法测定土壤颗粒大小，进而进行土壤粒级划分。此时将土壤颗粒看作光滑的实心球体，取与此粒级沉降速率相同的圆球直径作为其当量粒径，即当一个当量半径为，密度为的圆形土壤颗粒在密度为，黏滞度为的液体中沉降时，它主要受到三个力的作用：重力、浮力和黏滞阻力；当三个力很快地达到平衡时，土壤颗粒在液体中匀速运动，此时所受合力为零、沉降速度恒定。