Le due principali tipologie storiche che caratterizzano gli strumenti per pesare sono riconducibili alla bilancia e alla stadera. Bilance e stadere sono basate sul principio della leva di primo genere per ottenere l'equilibrio tra un carico e uno o più pesi di valore definito.

Il termine bilancia deriva dal latino bilanx che significa "a due piatti". La bilancia, nella sua forma più semplice, con bracci uguali e sospensione centrale, è uno degli strumenti più antichi inventati dall'uomo: se ne conservano esemplari (risalenti alla civiltà mesopotamica ed egizia) databili al V millennio a.C. Lo strumento si diffuse ben presto presso tutti i popoli antichi i quali, a cominciare dal IV secolo a.C., affiancarono alla bilancia la stadera.

La bilancia è uno strumento per pesare il cui funzionamento è riconducibile al principio della leva. Essa è costituita da un giogo che può oscillare attorno ad un fulcro (generalmente a coltello), recante alle estremità due piatti. La pesata viene eseguita mediante confronto tra pesi campione di massa nota e un oggetto di massa ignota. Gli spostamenti dalla posizione di equilibrio della bilancia vengono segnalati dall'indice, o su una scala graduata o rispetto ad un punto di riferimento. Esistono innumerevoli tipi di bilance.

Si basa su un sistema di leve, una delle quali è contrappesata. Il sistema è tale che il piatto in cui si pone il corpo da pesare si sposta, al variare del contrappeso, lungo l'asse verticale. La lettura del peso avviene tramite un indice su una scala graduata solidale ad una delle leve.

Si indicano con questo termine bilance solitamente di piccole dimensioni e prive di sostegno, che vengono sostenute con una mano.

La bilancia idrostatica è anche detta bilancia di Archimede. Archimede (287-212 a.C.), infatti, smascherò l'inganno perpetrato da un artigiano il quale aveva consegnato a Ierone, Tiranno di Siracusa, una corona in lega d'oro e d'argento facendola passare come se fosse stata d'oro massiccio. Il metodo usato da Archimede e i suoi presupposti teorici furono attentamente studiati da Galileo (1564-1642) nella Bilancetta, un breve testo steso a Firenze nel 1586, e pubblicato solo dopo la sua morte. Lo scienziato pisano propone uno strumento, la Bilancetta, appunto, dotato di grande precisione, il cui funzionamento risiede nel concetto archimedeo di peso specifico: i corpi pesati nell'acqua risultano meno gravi che in aria in proporzione della relazione tra il loro peso specifico e quello dell'acqua. La bilancia idrostatica permette dunque di determinare il peso specifico di un corpo rispetto a quello in cui è immerso, o se il peso specifico è noto, di determinarne il volume.

Mentre la bilancia è costituita da un giogo e da due piatti, la stadera, costituita da una leva a bracci disuguali e fulcro generalmente fisso, ha un unico piatto. Molto diffusa nell'antichità, la sua invenzione viene attribuita ai Romani. La bilancia è appesa ad un gancio la cui posizione rappresenta il fulcro. Sul braccio più lungo, che reca una o più scale, scorre un peso detto "romano". Il braccio più corto sostiene, tramite un gancio, il piatto con il corpo da pesare. Facendo scorrere il romano lungo la scala si raggiunge una posizione di equilibrio nella quale il braccio graduato è orizzontale. Dalla posizione del romano sulla scala si legge dunque il peso cercato. Già i fabbricanti in età romana si accorsero che, graduando due o tre facce dell'asta, si ottenevano stadere a due o tre portate. Ad ogni scala corrispondeva un punto diverso al quale, tramite un gancio, si appendeva il corpo da pesare. Detti ganci di sospensione avevano una distanza dal fulcro tanto minore quanto maggiore era il carico da determinare.