En réalité, le rotor ne possède pas qu'un seul déséquilibre mais théoriquement plusieurs répartis aléatoirement le long de l'axe de rotation. Ceux-ci peuvent être représentés par deux déséquilibres résultants (comme ici, représentés par les flèches) dans deux plans quelconques qui ont en général des grandeurs et des positions angulaires différentes. Puisque ce déséquilibre ne peut être mis en évidence que pendant la rotation, on parle d'un déséquilibre dynamique. Il peut se décomposer en un déséquilibre statique et un déséquilibre de couple, moyennant quoi, soit l'un, soit l'autre peut prédominer.
Pour corriger complètement le déséquilibre dynamique, il est nécessaire d'avoir deux plans de correction. Le déséquilibre dynamique se produit pratiquement sur tous les rotors. C'est pourquoi, on emploie, pour effectuer l'équilibrage, des machines à équilibrer aussi bien horizontales que verticales.