Diferenciální centrifugace je metoda používaná k oddělení různých složek buňky na základě hmotnosti. Nejprve se pomocí homogenizátoru protrhne buněčná membrána, aby se uvolnily složky buňky. Výsledná směs se označuje jako homogenát. Homogenát se odstředí, aby se získala peleta obsahující nejhustší organely. Sloučeniny, které jsou nejhustší, vytvoří peletu při nižších rychlostech odstřeďování, zatímco méně husté sloučeniny pravděpodobně zůstanou v tekutém supernatantu nad peletou. Supernatant lze pokaždé odstředit vyšší rychlostí, aby se získaly méně husté organely. Postupné odstřeďování, při němž se rychlost odstřeďování pokaždé zvyšuje, umožňuje separovat složky podle hmotnosti. Po prvním kroku centrifugace se s největší pravděpodobností najde poměrně husté jádro, po něm následují mitochondrie, pak menší organely a nakonec cytoplazma, která může obsahovat rozpustné proteiny.
Rovnovážná sedimentace využívá gradient roztoku k oddělení částic na základě jejich individuální hustoty (hmotnost/objem). Stěžejním aspektem tohoto typu sedimentace je, že je zcela nezávislá na tvaru molekuly. Používá se k čištění diferenciální centrifugace. Připraví se roztok s nejhustší částí gradientu na dně. Částice, které mají být separovány, se pak přidají do gradientu a odstředí se. Každá částice postupuje tak dlouho, dokud se nedostane do prostředí se srovnatelnou hustotou. Takový hustotní gradient může být kontinuální nebo připravený postupně. Například při použití sacharosy k přípravě hustotních gradientů lze opatrně naplavit roztok 40 % sacharosy na vrstvu 45 % sacharosy a nad ni přidávat další méně husté vrstvy. Poté se navrství homogenát připravený ve zředěném pufru a krátce odstředěný, aby se odstranila tkáň a neporušené buňky. Po odstřeďování trvajícím obvykle hodinu při přibližně 100 000 x g lze pozorovat disky buněčných složek, které přebývají v důsledku změny hustoty z jedné vrstvy na druhou. Pečlivým nastavením hustoty vrstev tak, aby odpovídaly typu buněk, lze obohatit specifické buněčné složky.
Sedimentační rovnováha je poměrně užitečná, protože se netvoří peleta. Rychlost rotace vytváří dostatečnou sílu, aby bílkovina opustila rotor, ale nekondenzuje ji do peletky. Je to proto, že se vytváří gradient koncentrace bílkoviny. Difuze reaguje proti vytvoření gradientu a po určité době je dosaženo dokonalé rovnováhy mezi sedimentací a difuzí.
Sedimentační rovnováha je také praktická pro studium interakcí mezi proteiny. Zejména se používá ke zjištění nativního stavu nebo nativní konformace proteinu. Nativní stav nám říká přesnou strukturu ve třech rozměrech. Tato informace zahrnuje, zda se jedná o monomer, dimer, trimer, tetramer atd. Monomer je protein složený z jedné podjednotky. Dimer jsou dvě proteinové podjednotky, které jsou otočeny o 180 stupňů. Trimer jsou tři podjednotky atd. Tento typ pokusů nám také umožňuje zjistit, zda bílkoviny mohou tvořit oligomery (identické polypeptidové řetězce tha tvoří dvě nebo více jednotek bílkoviny). Kromě toho je využití sedimentační rovnováhy v tom, že určuje rovnovážné konstanty pro interakce protein-protein a protein-ligand. Hodnota této Kd se často pohybuje v rozmezí 1nM-1mM. Tato hodnota se vypočítá na základě měření rovnovážné konstanty (Kd). Posledním využitím je stanovení stechiometrických poměrů mezi proteinovými komplexy. Příkladem je ligand a jeho receptor nebo dvojice antigen-protilátka
.