Как работает auto в CSS?

Значение определённого свойства auto работает в зависимости от применяемого свойства и контекста (значений других свойств).

Это всё записано в стандартах, к примеру в этом по поводу margin и height для абсолютно позиционируемых элементов. Там об этом записано так

For absolutely positioned elements, the used values of the vertical dimensions must satisfy this constraint:

'top' + 'margin-top' + 'border-top-width' + 'padding-top' + 'height' + 'padding-bottom' + 'border-bottom-width' + 'margin-bottom' + 'bottom' = height of containing block

If all three of 'top', 'height', and 'bottom' are auto, set 'top' to the static position and apply rule number three below.

If none of the three are 'auto': If both 'margin-top' and 'margin-bottom' are 'auto', solve the equation under the extra constraint that the two margins get equal values. If one of 'margin-top' or 'margin-bottom' is 'auto', solve the equation for that value. If the values are over-constrained, ignore the value for 'bottom' and solve for that value.

Это значит, что если top, height и bottom установлены не в auto (это значение по умолчанию для этих свойств), то margin-top, margin-bottom занимают оставшееся пространство (the two margins get equal values в спецификации).