Il fenomeno descritto è spiegabile con la presenza della tensione superficiale dell'acqua, tensione che agisce a tutti gli effetti come una membrana tesa in contatto con lo specchio di liquido. Per capire che cosa succede con lo stuzzicadenti, ma anche con un dito o altri oggetti, meglio se insaponati, è necessario spiegare che cosa determina tale tensione di superficie.

Le molecole contenute all'interno del volume di fluido si attraggono reciprocamente, con forze identiche in tutte le direzioni, in quanto circondate ovunque da molecole eguali ad esse. In condizioni di equilibrio, la risultante di dette forze è ovviamente nulla. Così non avviene per le molecole superficiali, giacché verso l'esterno vedono molecole di diversa natura (o addirittura nessuna molecola, se c'è il vuoto). Perciò, le forze agenti su ognuna di queste molecole di superficie non si bilanciano più a zero e danno luogo a una forza risultante, la quale, nel caso acqua-vuoto (o ciò che è circa lo stesso nel caso acqua-aria), è ovviamente diretta verso l'interno del fluido. È a causa di tale forza che una goccia d'acqua assume la forma sferica, corrispondente a un minimo dell'energia globale del sistema (condizione per l'equilibrio). Poiché la situazione non è dissimile da quella di un palloncino gonfiato, dove la forza agente è la tensione elastica della gomma, si può stabilire un'analogia tra tensione superficiale e forza della membrana elastica. È per questo che taluni insetti lacustri di poco peso — le idrometre — possono "camminare" sull'acqua. Ed è per la stessa ragione che, se si adagia delicatamente un sottile dischetto di alluminio sull'acqua, esso rimane a galla (salvo affondare se all'acqua si aggiunge del sapone, che notoriamente ha l'effetto di diminuire se non annullare la tensione superficale).

Le particelle di pepe galleggiano proprio grazie alla presenza della membrana virtuale; infatti, se si fa in modo di bagnarle, colano a picco. E veniamo adesso allo stuzzicadenti. La sua introduzione nel liquido produce lo stesso effetto di una punta che perfori una membrana elastica in tensione: la membrana si ritira verso il suo perimetro e il foro si allarga. Le particelle di pepe, in quanto poggianti sulla "membrana", migrano allora verso le pareti del bicchiere che ne costituiscono il perimetro. Lo stecchino insaponato h ancora più efficace perché, come si é detto, il sapone annulla la tensione superficale dell'acqua, rendendo ottimale il meccanismo di perforazione della "membrana".