Das physiologische Wachstumsmodell BALANCE beschreibt die dreidimensionale Entwicklung einzelner Bäume bzw. eines Waldbestandes in Abhängigkeit von den äußeren Umweltfaktoren Witterung, CO2, Bodenbedingungen sowie Schadstoffen und der individuellen Konkurrenz um Licht, Wasser und Nährstoffe. Bei Modellierung mit BALANCE werden zum einen die wesentlichen Flussgrößen des Wasser-, Kohlenstoff- und Stickstoffhaushalts, zum anderen das Wachstum der Bäume, das von diesen Größen abhängt, und die Konsequenzen, die sich daraus für die Bestandesstruktur ergeben, betrachtet.

Neben täglichen Witterungswerten  (Temperatur, Strahlung, Niederschlag, Wind und relative Feuchte) und Bodenkenngrößen benötigt BALANCE als Initialgrößen Baumhöhe, Stammdurchmesser und Stammfuß-Koordinaten sowie optional Kronenansatzhöhe und Kronenradien. Die unterschiedlichen räumlichen Ebenen der Berechnung reichen vom Bestand über Einzelbäume und Baumkompartimente (Krone, Stamm, Wurzel) bis hin zu Kronen- und Wurzelschichten, die wiederum in Segmente eingeteilt werden.

Die das Wachstum eines Einzelbaumes bestimmenden Prozesse laufen im Modell BALANCE in zeitlich unterschiedlicher Auflösung ab. In Tagesschritten wird die Ressourcenverfügbarkeit für jeden einzelnen Baum bzw. jedes einzelne Segment berechnet, das sind Werte der Witterung, des Wasserhaushalts und der Phänologie. Am Ende jedes Monats bzw. jeder Dekade (= 10 Tage) werden die aufsummierten Daten zur Ressourcenverfügbarkeit als Triebkräfte für die physiologischen Prozesse Photosynthese,  Respiration verwendet. In denselben Zeitschritten werden die Nährstoffverfügbarkeit sowie die Allokation berechnet. Dabei wird die neugewonnene Biomasse auf das Laub, die Äste, Wurzeln und das Stammholz verteilt. Einmal jährlich, d.h. am Ende jeder Vegetationsperiode, wird die dreidimensionale Struktur eines jeden Baumes sowie die gesamte Bestandesentwicklung und die Mortalität neu berechnet.

Die Simulation des Wasserhaushaltes berücksichtigt die Bodenbedingungen in verschiedenen Schichten sowie die Beeinflussung der Interzeption und Perkolation durch die Schirmflächen- und Wurzelverteilung. Die Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit für einen Baum ist von dem von ihm durchwurzelten Volumen und den dortigen Bodeneigenschaften abhängig. Da das Durchwurzelungsvolumen von der Baumgröße und der Stellung zu den Konkurrenten abhängt, spiegelt sich auch hier der Einfluss der Bestandesstruktur und der Mischungsverhältnisse wider. Das Verhältnis zwischen tatsächlicher und potentieller Verdunstung bestimmt den Grad des Wasserstresses bei der Photosynthese.

Eine ausführliche Beschreibung des Modells BALANCE ist in Grote und Pretzsch(2002), in Rötzer et al. (2005) sowie in Rötzer et al. (2009a, 2009b) enthalten. Eine Übersicht zu Waldwachstumsmodellen und deren Verwendung in der forstliche Management gibt Pretzsch et al. (2008).