Here is yet another attempt at this question. I've narrowed down a MWE:
\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage[amsmath,standard,thmmarks]{ntheorem}
\begin{document}
Integer suscipit massa et nulla accumsan sed lacinia lacus tincidunt. Aenean nisi lacus, iaculis eu consequat in, fermentum eget urna. Proin augue lacus, euismod eu tempor vel, mollis eget quam. Donec vitae consequat nulla. In cursus sagittis diam, at tristique sem interdum pharetra.
\begin{theorem}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec risus mi, pharetra eget sodales volutpat, aliquam eu metus. Aenean ultricies iaculis sapien, pretium lobortis ligula ultrices a.
\begin{proof}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec risus mi, pharetra eget sodales volutpat, aliquam eu metus. Aenean ultricies iaculis sapien, pretium lobortis ligula ultrices a.
\begin{equation*}
A = \{x_{i,j}: i = 1, \ldots, n; j = 1, \ldots, m\}
\end{equation*}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec risus mi, pharetra eget sodales volutpat, aliquam eu metus. Aenean ultricies iaculis sapien, pretium lobortis ligula ultrices a.
\end{proof}
\end{theorem}
Morbi gravida dapibus dapibus. Class aptent taciti sociosqu ad litora torquent per conubia nostra, per inceptos himenaeos. Mauris mauris diam, faucibus vitae pretium vitae, volutpat eget velit. Aenean quis vestibulum ante. Duis enim tortor, accumsan eget hendrerit non, pellentesque vel magna. Duis eros turpis, auctor vel aliquam vitae, congue ut dolor.
\begin{equation*}
A = \{x_{i,j}: i = 1, \ldots, n; j = 1, \ldots, m\}
\end{equation*}
Sed a libero mi. Donec cursus dignissim quam tincidunt fermentum. Curabitur ac libero leo, non sagittis nisi. Proin sodales tincidunt ante, in aliquam justo cursus in. Nunc tempus feugiat volutpat. Phasellus porttitor dolor elementum quam suscipit tempus. Donec posuere consectetur turpis sed congue. Sed et nunc dui, sit amet viverra erat. Ut malesuada molestie quam, porta fringilla libero consequat quis.
\begin{theorem}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec risus mi, pharetra eget sodales volutpat, aliquam eu metus. Aenean ultricies iaculis sapien, pretium lobortis ligula ultrices a.
\begin{proof}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec risus mi, pharetra eget sodales volutpat, aliquam eu metus. Aenean ultricies iaculis sapien, pretium lobortis ligula ultrices a.
\begin{equation*}
A = \{x_{i,j}: i = 1, \ldots, n; j = 1, \ldots, m\}
\end{equation*}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec risus mi, pharetra eget sodales volutpat, aliquam eu metus. Aenean ultricies iaculis sapien, pretium lobortis ligula ultrices a.
\end{proof}
\end{theorem}
Nullam elementum libero ut erat suscipit cursus non eget nibh. In accumsan rhoncus scelerisque. Sed vel eros et lacus tincidunt laoreet. Etiam molestie metus id tortor euismod vitae bibendum nisi rhoncus.
Pellentesque nec gravida ligula. Curabitur nibh sem, porta in suscipit non, porttitor lobortis arcu. Sed imperdiet, nisi sit amet vehicula lobortis, eros urna aliquam magna, sed auctor sem dui nec turpis. Nulla facilisi. Nam a elit lacus. Etiam vel leo ligula. Donec lectus mi, tristique at lobortis id, viverra nec felis.
\begin{equation*}
Ax = b \quad\mbox{Uneven skips with equation* and thmmarks?}
\end{equation*}
Etiam vel felis at enim pulvinar lacinia lacinia quis ipsum. Etiam ac elementum tellus. Vestibulum ante ipsum primis in faucibus orci luctus et ultrices posuere cubilia Curae; Pellentesque sit amet rhoncus tortor.
\begin{theorem}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec risus mi, pharetra eget sodales volutpat, aliquam eu metus. Aenean ultricies iaculis sapien, pretium lobortis ligula ultrices a.
\begin{proof}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec risus mi, pharetra eget sodales volutpat, aliquam eu metus. Aenean ultricies iaculis sapien, pretium lobortis ligula ultrices a.
\begin{equation*}
Ax = b \quad\mbox{Uneven skips with equation* and thmmarks?}
\end{equation*}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Donec risus mi, pharetra eget sodales volutpat, aliquam eu metus. Aenean ultricies iaculis sapien, pretium lobortis ligula ultrices a.
\end{proof}
\end{theorem}
Nullam sollicitudin nisl ac metus malesuada fermentum. Mauris tellus arcu, porttitor et condimentum ut, commodo pellentesque justo. Nam rutrum, nunc non dictum placerat, dolor metus interdum dui, eu tincidunt libero mauris vel ante.
\begin{equation*}
A = \{x_{i,j}: i = 1, \ldots, n; j = 1, \ldots, m\}
\end{equation*}
Nunc placerat auctor odio, vel ullamcorper massa dapibus eu. Suspendisse luctus, erat at semper pulvinar, velit diam convallis metus, vitae aliquam nibh tortor vitae neque. Morbi venenatis eleifend sapien at pulvinar. Quisque urna leo, molestie ut consequat id, porta vitae neque. Praesent varius convallis justo id tincidunt. Duis nulla elit, euismod sit amet tincidunt ut, sodales eu felis. Phasellus rutrum bibendum urna sit amet iaculis.
\begin{equation*}
Ax = b \quad\mbox{Uneven skips with equation* and thmmarks?}
\end{equation*}
Nullam vel velit quis nibh volutpat ullamcorper. Pellentesque tempor turpis quis massa tincidunt imperdiet. Nam lobortis, justo quis mollis faucibus, erat enim lobortis massa, sagittis egestas lacus odio sed enim. Morbi pulvinar placerat sem, eget pulvinar risus hendrerit sit amet. Pellentesque habitant morbi tristique senectus et netus et malesuada fames ac turpis egestas. Sed elementum faucibus mi, eget euismod magna convallis vel. Fusce egestas posuere dignissim.
\end{document}
The uneven display skips arise with ntheorem's automatic end mark placement, enabled using the thmmarks option.
Three of the last four equations appear to be unevenly spaced in the resulting document. Here is an excerpt with the thmmarks option:

And without the thmmarks option:

lipsumpackage. I was trying to produce a minimal example with "real" text, but failed. Can you please post a minimal example showing the undesired effect, but using real text? – Gonzalo Medina May 13 '11 at 20:48\lipsum*command that doesn't add\parat the end of the dummy text. – egreg May 13 '11 at 22:43