O balanță de torsiune este un dispozitiv inventat pentru a măsura forțe foarte mici, cum ar fi forțele gravitaționale între mase mici sau forțele magnetice între sferele încărcate. Balanța de torsiune constă dintr-o tijă orizontală cu o sferă identică la ambele capete. Tija orizontală se rotește pe un fir care o susține în centrul său. Sfere mici, fixe, de mase identice, sau sarcini, sunt plasate aproape de sferele de la capetele tijei rotative, atrăgându-le și provocând răsucirea firului. Cantitatea de răsucire a firului poate fi apoi convertită matematic în cantitatea de forță dintre sferele staționare și cele de pe tija în mișcare.
Când se cunosc masele sferelor dintr-o balanță de torsiune, atunci oamenii de știință pot calcula o constantă gravitațională pe care să o introducă în legea inversă a pătratului a gravitației a lui Newton. Din aceste rezultate, pot fi derivate forțe mici între sfere de masă necunoscută. Forțele dintre sferele staționare de masă necunoscută și sferele în mișcare de masă cunoscută sunt găsite observând de câte ori tija orizontală se balansează înainte și înapoi într-o anumită perioadă de timp. Frecvența mișcării înainte și înapoi a tijei este legată de solicitarea de torsiune din sârmă, din care se pot calcula forțele necunoscute.
În 1783, un fizician, Charles-Augustin de Coulomb, a publicat descoperirea sa conform căreia legea inversului pătratului, propusă pentru prima dată de Newton pentru a descrie forțele gravitaționale, ar putea fi aplicată sarcinilor magnetice atractive sau respingătoare. În legea lui Coulomb, forțele de atracție sau de respingere dintre obiecte, datorită caracteristicilor lor magnetice, necesitau o constantă, constanta forței Coulomb. Când se cunosc sarcinile pe sferele mobile și fixe ale balanței de torsiune, atunci constanta poate fi calculată. Ulterior, ar putea fi instalate sfere fixe cu sarcini necunoscute și pot fi calculate forțe de atracție sau respingere între acestea și sferele în mișcare prin măsurarea frecvenței mișcării înainte și înapoi a tijei orizontale.
Balanțele de torsiune succesive au devenit mai sofisticate și mai precise în măsurătorile lor. Oamenii de știință au observat că, dând tijei orizontale din balanță o împingere inițială, rezistența extrem de mică a atomilor metalici din sârma subțire care susține tija ar putea face ca aceasta să se rotească orizontal înainte și înapoi la o anumită viteză. Relația dintre tensiunile de torsiune din firul metalic atunci când este expus forțelor infinitezimale dintre corpurile sferice continuă să măsoare cu succes necunoscutele în ecuațiile cu legea inversă a pătratului.