Центр тяжести неваляшки определяется так, что он максимально опущен вниз. 1 Это достигается за счёт круглой формы игрушки и установки груза в определённом месте. 4

Когда неваляшку наклоняют, её точка опоры смещается в сторону наклона, но центр тяжести при этом не меняется. 4 В результате между реакцией опоры и вектором силы тяжести начинает действовать сила, которая стремится вернуть игрушку в начальное положение. 4

Таким образом, в состоянии устойчивого равновесия центр тяжести корпуса неваляшки и точка её опоры лежат на вертикали, причём расстояние между центром тяжести и точкой опоры всегда наименьшее. 3

Независимо от внешнего вида, все неваляшки устроены одинаково: внизу нижнего шара крепится небольшой груз, который постоянно заставляет игрушку стремиться занять вертикальное положение. 2