粒子越重，下沉越快，反之密度比液体小的粒子会上浮。高速离心机的微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关，并且又与重力场的强度及液体的黏度有关。像红细胞大小的颗粒，直径为数微米，可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。此外，物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的。扩散与物质的质量成反比，颗粒越小，扩散越严重。而沉降是相对的、有条件的、要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比，颗粒越大，沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等，它们在溶液中成胶体或半胶体状态，仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小，沉降越慢，而扩散现象则越严重。
所以需要利用离心机产生强大的离心力，才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。离心是利用离心机转子高速旋转产生的强大离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。
