將溶液圍繞軸心高速旋轉，靠離心力使某些組分沉出，某些組分仍留在上清液中的技術。是生物化學中最基本的實驗操作。近代超速離心的發展，使許多蛋白質及核酸的分離成為可能，還可通過超速離心鑒定它們的均一性和純度，測定它們的分子量。在臨床化驗中離心已成為不可缺少的實驗手段，例如分離血清，製備各種血液成分，製備去蛋白血濾液，沉出尿沉渣，以及放射免疫分析中分離免疫複合物等，無不需要借助於離心。通過真空離心以促進液體的揮發，還可達到濃縮和乾燥的目的。
通常離心力 (F)與沉降顆粒（或分子）的有效質量(m)成正比，也與離心半徑(r)及角速度 (ω)的平方成正比
離心力若以地心引力 (g)的倍數來表示，則稱相對離心力(RFC)
RFC=(1.119×10-5)(rpm)2r 上式中rpm代表每分鐘轉速次數，r為離心半徑。設r=7cm，rpm=20000r/min（轉/分），則可自上式求得RFC=32000g。一般細胞核可在600g下沉出，線粒體須20000g時方可沉出。而要使蛋白質、核酸這樣的生物大分子沉淀，必須加大RFC達105～106g，這就是超速離心。現在超速離心機的轉速已能達到120000r/min，相當於6×105g。在超速離心下，粒子的沉降速度(υ)與離心加速度(ω2r)的比值，稱為沉降系數(s)，
。大多數生物大分子的
s在
10
-13～
10
-11(秒)的范圍，為方便起見，以斯維德貝格(S)為單位表示之，S=1×
10
-13
s(秒)，S的數量大者表示粒子的質量重。一般蛋白質的沉降系數值為1S～10S，核酸的沉降系數為30S～50S 。按下式，利用S可計算分子量(M)
式中
R為氣體常數，
T為絕對溫度，
D為擴散常數，ρ為溶劑密度，
V為溶質所占的部分體積。
為增進超速離心的分離效果，避免較重顆粒沉降時擾亂液層，乃有密度梯度離心的設計。這是在離心前，先將不同密度的蔗糖溶液加至離心管中，其密度由管底至管頂依次遞減，待分離溶液加於最上層。經離心後，不同質量的粒子（或分子）會分佈於不同的密度層中。也有將待分離溶液溶於另一溶液(密度液)中 (如6MCsCl)，在離心時隨著密度液的沉降而分層者。這樣均可達到較好的分離效果。