V oblasti mechaniky skúmal Archimedes podmienky rovnováhy niekoľkých síl. Objavil páku, ktorá umožňuje dvíhať veľké bremená malou silou pomocou najjednoduchšieho mechanizmu. Toto opisuje vo svojom diele „O pákach“. S týmto objavom je tiež spojený jeho výrok: „Dajte mi pevný bod vo vesmíre a pohnem Zemou.“ Kráľ Hieronom ho požiadal, aby dokázal, či nepatrnou silou možno zodvihnúť veľké bremeno. Archimedes to vyskúšal na nákladnej lodi, ktorú mohol na breh vytiahnuť len veľký počet ľudí. Nariadil, aby na loď nastúpilo veľa ľudí a aby bola zaťažená obvyklým veľkým nákladom. Zaujal miesto neďaleko od brehu a bez veľkej námahy, vlastnými rukami pomocou kladkostroja, ľahko a bez porušenia rovnováhy vytiahol loď. Zaviedol tiež jeden z najdôležitejších pojmov statiky, ktorý bol neskôr pomenovaný ako „moment sily“. Definoval ťažisko telesa ako bod, v ktorom stačí teleso upevniť, aby zostalo v rovnováhe v akejkoľvek polohe. Zaoberal sa podmienkami plávania telies a venoval sa i optike. Túto problematiku objasňuje vo svojom diele „Katoptika“. Zmieňuje sa tu o odraze svetla a lome svetla vo vode a vo vzduchu, o dúhe a o vlastnostiach guľového zrkadla, pomocou ktorého sa dajú zapáliť predmety.