比重和密度的关系在于，比重是基于科学中使用的标准密度的比率，水是液体和固体的基础密度，空气或氢气是气体的基础密度。密度是一种物质的平均密实度，通常以磅/立方英尺（lbs/ft3）或公斤/立方米（kg/m3）来衡量。用已知物质的密度除以水的参考密度，可以确定其比重。

比重和密度与固体的关系的一个例子可以通过观察黄金等元素的质量来证明。纯金的比重为19.33，在室温68°华氏度（20°摄氏度）下的固体密度为每立方厘米19.30克（g/cm3）。这些数字看起来如此相似的原因是在计算比重时以水为参考点，水在室温下的密度非常接近1克/立方厘米。实际上，水的密度是0.99823克/立方厘米，这导致固体的比重和密度的数字略有不同。用更准确的术语表示黄金的比重，即黄金的密度与水的密度之比，就是19.30 g/cm3除以0.99823 g/cm3，等于19.33/1的比率。

液体的比重和密度的表达结合了帕斯卡尔定律，该定律指出，在一个封闭的、不可压缩的液体体积中，各处的压力是相同的。使用理想气体定律计算气体密度时也考虑到了压力因素，以产生基于压力、体积和温度的气体状态的近似值。对于所有的比重计算，空气的参考密度应该是14.7磅/英寸2（101.3KPa）的一个大气压。

比重和密度计算的一个最明显的价值是，该比率立即告诉人们一种材料在水中是沉还是浮。任何高于1的比重都比水更密，但铝在室温下的比重只有2.7，而黄金等较重的金属的比重则为2.7。工业中使用的潜在危险气体，如硅烷，在空气中会自发燃烧，其比重为1.11。知道它只比空气稍重有助于设计灭火系统。

在商业上，各种化学品的比重和密度表有广泛的用途。在宝石学中，样品宝石的比重，也称为相对密度，与高质量的参照物进行比较以确定其价值。这样的数值也被用来确定蛋壳的厚度，以了解鸡蛋是否足够坚固，可以通过食品营销系统进行加工，在建筑业中确定土壤的压缩强度，在石油工业中确定石油的能量含量。