La modification de la Constitution fédérale nécessite la participation des États fédérés, bien que leur accord unanime ne soit pas nécessaire. La procédure de révision constitutionnelle peut être directe ou indirecte. Aux États-Unis, elle est directe : deux tiers des membres du Congrès peuvent proposer des amendements, qui doivent ensuite être approuvés par les législatures de trois quarts des États fédérés. En Allemagne, la procédure est plus simple et indirecte, nécessitant seulement la ratification par deux tiers des membres de chaque chambre du Parlement.

Le fédéralisme implique un système bicaméral au niveau fédéral, où le Parlement est composé de deux chambres, l'une représentant les États fédérés. Les membres de cette chambre haute peuvent être élus (comme au Sénat américain) ou désignés par les gouvernements des États fédérés (comme en Allemagne). La représentation peut être égalitaire, où chaque État fédéré a le même nombre de représentants (comme aux États-Unis), ou inégalitaire, où la représentation est proportionnelle à la population (comme en Allemagne).

La participation des États fédérés dans le processus législatif dépend de l'étendue des pouvoirs de cette chambre par rapport à ceux de la chambre basse, qui est toujours élue. Le bicamérisme est dit égalitaire lorsque les deux chambres ont des pouvoirs identiques dans l'élaboration des lois (comme aux États-Unis, en Suisse et au Canada). Il est inégalitaire lorsque la chambre haute a moins de pouvoirs que la chambre basse, comme en Allemagne, en Russie ou en Belgique.

La participation des États fédérés dans le gouvernement fédéral est généralement indirecte. La Constitution fédérale prévoit leur intervention dans la désignation du gouvernement et du chef de l'État. Par exemple, en Suisse, les membres du gouvernement sont choisis par les deux assemblées parlementaires, tandis qu'en Allemagne, le président fédéral est élu par une assemblée composée de membres de la chambre basse et de représentants des Länder. 

Une participation plus directe, bien que rare, peut se produire, souvent pour des raisons politiques plutôt que constitutionnelles. Au Canada, chaque province est représentée par au moins un ministre au sein du gouvernement fédéral, et en Suisse et en Belgique, une situation similaire existe. En Allemagne, même s'il n'y a pas de représentation formelle, le chancelier consulte régulièrement les ministres-présidents des Länder. L'autonomie des États fédérés et leur participation au pouvoir fédéral sont étroitement liées, constituant des éléments fondamentaux de la théorie de l'État fédéral.

Le phénomène fédéral se caractérise par sa diversité et s'adapte tant aux grands qu'aux petits États, reflétant les particularités de chaque pays. Ainsi, le fédéralisme n'évolue pas de manière uniforme et le modèle théorique ne correspond pas toujours à la réalité constitutionnelle. En général, l'évolution du fédéralisme tend vers une centralisation croissante, renforçant le pouvoir fédéral au détriment des États fédérés. Cette dynamique a donné naissance à un nouveau modèle appelé le fédéralisme coopératif.

Dans les États fédéraux, on observe une tendance à la centralisation du pouvoir au détriment des États fédérés, souvent perçue comme nécessaire face aux défis modernes. Les États acceptent généralement cette évolution sans grande résistance, comprenant l'importance de l'intervention fédérale. Les juges constitutionnels, notamment la Cour suprême des États-Unis (CS), soutiennent cette centralisation. Dans l'affaire McCulloch vs Maryland (1819), la CS a établi la théorie des pouvoirs implicites, permettant à l'État fédéral d'intervenir dans des domaines non explicitement réservés. Bien que la CS ait récemment cherché à équilibrer les pouvoirs, elle maintient la primauté du fédéral dans des situations essentielles. De même, la Cour constitutionnelle allemande favorise le pouvoir fédéral au détriment des États, en se basant sur des compétences concurrentes pour garantir les droits fondamentaux sur l'ensemble du territoire, réduisant ainsi l'autonomie des États fédérés.

Le fédéralisme classique a progressivement laissé la place à un fédéralisme nouveau.