Ciężar ciała (Q) jest z definicji iloczynem jego masy (m) i przyspieszenia ziemskiego (g):
Q = m•g
Przyspieszenie ziemskie jest wynikiem działania siły grawitacji (FG) i zgodnie z drugą zasadą dynamiki jest równe:
\(g= \frac{F _{G} }{m} \)
Ponieważ siła grawitacji wyraża się wzorem \(F _{G} = G\frac{Mm}{R ^{2} } \), to:
\(g= \frac{GM}{R ^{2} } \)
gdzie: M – masa Ziemi
Jeżeli założymy, że ciało znajduje się na stosunkowo małej wysokości, to odległość pomiędzy środkami oddziałujących grawitacyjnie mas będzie równa promieniowi Ziemi (RZ), stąd:
\(g= \frac{GM}{R _{Z} ^{2} } \)
W ostatnim równaniu mamy działanie na trzech wielkościach stałych, które musi być równe:
\(g= \frac{6,67 \cdot 10 ^{-11} \frac{Nm ^{2} }{kg ^{2} } \cdot 6 \cdot 10 ^{24} kg }{(6,8 \cdot 10 ^{6}m) ^{2} } \approx 10 \frac{m}{s ^{2} } \)
W powyższym wyprowadzeniu pominięto fakt, że Ziemia jest układem nieinercjalnym, w którym występują dodatkowe siły bezwładności, związane m.in. z ruchem wirowym planety. Siły te zmniejszają ciężar ciała, gdyż siła odśrodkowa skierowana jest przeciwnie do siły grawitacji. Zmniejszenie ciężaru jest najbardziej widoczne na równiku, gdyż prędkość kątowa, tam znajdujących się ciał, jest największa.
W większości przypadków przyspieszenie grawitacyjne utożsamiane jest jednak z przyspieszeniem grawitacyjnym w odległości średniego promienia ziemskiego, z pominięciem faktu występowania pozornych sił bezwładności.