A differenciális centrifugálás egy olyan módszer, amelyet a sejt különböző összetevőinek tömeg alapján történő szétválasztására használnak. A sejtmembránt először homogenizátor segítségével felszakítjuk, hogy a sejt összetevői felszabaduljanak. Az így kapott keveréket homogenátumnak nevezzük. A homogenátumot centrifugáljuk, hogy a legsűrűbb organellákat tartalmazó pelletet kapjuk. A legsűrűbb vegyületek alacsonyabb centrifugálási sebességnél pelletet képeznek, míg a kevésbé sűrű vegyületek valószínűleg a pellet feletti folyékony felülúszóban maradnak. A felülúszót minden alkalommal nagyobb sebességgel lehet centrifugálni a kevésbé sűrű organellák kinyerése érdekében. A centrifugálás fokozatos végrehajtása, amelyben a centrifugálási sebességet minden alkalommal növeljük, lehetővé teszi a komponensek tömeg szerinti szétválasztását. Az első centrifugálási lépés után nagy valószínűséggel a meglehetősen sűrű sejtmagot találjuk meg, amelyet a mitokondriumok, majd a kisebb organellák, végül pedig a citoplazma követ, amely oldható fehérjéket tartalmazhat.
Az egyensúlyi szedimentáció egy oldat gradiensét használja a részecskék elkülönítésére egyéni sűrűségük (tömeg/térfogat) alapján. A szedimentáció ezen típusának sarkalatos pontja, hogy teljesen független a molekula alakjától. A differenciálcentrifugálás tisztítására használják. Olyan oldatot készítenek, amelynek alján a gradiens legsűrűbb része van. Az elválasztandó részecskéket ezután hozzáadjuk a gradienshez, és centrifugáljuk. Minden egyes részecske addig halad, amíg el nem éri a hasonló sűrűségű környezetet. Az ilyen sűrűséggradiens lehet folyamatos vagy fokozatosan elkészített. Például, ha szacharózt használunk sűrűséggradiensek készítéséhez, óvatosan felúsztathatunk egy 40%-os szacharózoldatot egy 45%-os szacharózrétegre, és további, kevésbé sűrű rétegeket adhatunk felette. Ezután a híg pufferben készített és a szövetek és a meg nem tört sejtek eltávolítása érdekében rövid ideig centrifugált homogenátumot rétegezzük a tetejére. A jellemzően egy órán át, kb. 100 000 x g-n végzett centrifugálás után a sűrűségváltozás miatt tartózkodó sejtkomponensek korongjai figyelhetők meg egyik rétegről a másikra. A rétegsűrűségek gondos beállításával a sejttípushoz igazodva specifikus sejtkomponensek dúsíthatók.
A szedimentációs egyensúly igen hasznos, mert nem képződik pellet. A forgási sebesség elegendő erőt hoz létre ahhoz, hogy a fehérje elhagyja a rotort, de nem sűríti pelletbe. Ez azért van, mert a fehérje koncentrációjában gradiens keletkezik. A diffúzió a gradiens kialakulása ellen hat, és egy bizonyos idő elteltével tökéletes egyensúly alakul ki a szedimentáció és a diffúzió között.
A szedimentációs egyensúly a fehérjék közötti kölcsönhatások tanulmányozására is praktikus. Különösen a fehérje natív állapotának vagy natív konformációjának megállapítására használják. A natív állapot megmondja a pontos szerkezetet három dimenzióban. Ez az információ magában foglalja, hogy monomerről, dimerről, trimerről, tetramerről stb. van-e szó. A monomer egy fehérje, amely egy alegységből áll. A dimer két fehérje alegység, amelyek 180 fokkal el vannak forgatva. A trimer három alegység stb. Az ilyen típusú kísérletekkel azt is meg tudjuk állapítani, hogy a fehérjék képesek-e oligomereket (azonos polipeptidláncok, amelyek egy fehérje két vagy több egységét alkotják) képezni. Ezenkívül a szedimentációs egyensúly felhasználása abban áll, hogy meghatározza a fehérje-fehérje és a fehérje-ligandum kölcsönhatások egyensúlyi állandóságait. Ennek Kd értéke gyakran 1nM-1mM között van. Ezt az egyensúlyi állandó (Kd) mérésével számítják ki. Ennek végső felhasználási módja a fehérjekomplexek közötti sztöchiometriai arányok meghatározása. Erre példa egy ligandum és receptora vagy egy antigén-antitest páros
.