投げ出されたボールは，次の３種類の力を受けると考えられる。

(1)重力：下向きに一定の力がはたらく
(2)空気抵抗：進む向きと逆向きにはたらく
(3)回転するボールだけが受ける力：回転の方向や回転数で向きも大きさも異なる

まず，直球について考えてみよう。ボールは最後に投手の２本の指（人差し指と中指）から離れるため，下図のような回転が生じる。すると，(1)と(2)以外に(3)の力がはたらく。この場合，回転の影響でボールの周囲を通る空気の流れは下側が遅く，上側が速くなる。そのため(3)の力は上向きに（空気の流れが遅い方から速い方に）はたらく。この力により，ボールの落下が妨げられ，ボールの軌道は直線に近くなる（伸びたように感じる）。

一方，フォークボールでは，人差し指と中指の間にボールを挟んで投げるため，回転は生じない。そのため，(3)の力はほとんどなく，ボールは重力の影響で放物線を描いて落下する。ところが，打者から見ればボールが近づくほど直球との落差が急激に増加するので，「ストンと落ちる」ように感じる。