El axioma de densidad establece que la densidad de una sustancia es igual a la masa dividida entre el volumen que ocupa. Esta relación es válida tanto para densidades totales, cuando se refiere a una sustancia o mezcla en su conjunto, como para densidades parciales, cuando se aplica a componentes individuales dentro de una mezcla. Lo esencial es que la identidad de la masa debe coincidir con la identidad del volumen: es decir, si se toma la masa de una fase líquida, el volumen debe referirse exclusivamente a esa misma fase, y lo mismo aplica para sólidos o gases. Esta coherencia entre magnitudes es lo que da sentido físico y matemático al axioma.
Las unidades más comunes para expresar densidad varían según el estado de agregación de la materia. En líquidos y sólidos, la densidad se suele expresar en gramos por centímetro cúbico (g/cm³) o en kilogramos por litro (kg/L), mientras que en gases es más habitual usar gramos por litro (g/L) o incluso kilogramos por metro cúbico (kg/m³), especialmente en contextos industriales o termodinámicos.
Cabe recordar que la elección de las unidades de densidad tiene un origen histórico y arbitrario. Durante la Revolución Francesa, al establecerse el sistema métrico, se definió la densidad del agua como 1 g/cm³ a 4 °C, lo que implicó que un litro de agua tuviera una masa de un kilogramo (originalmente una Grava), estableciendo así una referencia natural y reproducible para otras medidas. Esta decisión convirtió al agua en la sustancia base de todas las medidas físico-químicas, ya que permitió relacionar masa, volumen y temperatura de forma estable y universal, consolidando su rol como patrón de comparación en la química y otras ciencias experimentales.
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