Differentiële centrifugatie is een methode die wordt gebruikt om de verschillende bestanddelen van een cel op basis van massa te scheiden. Het celmembraan wordt eerst met behulp van een homogenisator gescheurd om de celbestanddelen vrij te maken. Het resulterende mengsel wordt het homogenaat genoemd. Het homogenaat wordt gecentrifugeerd om een pellet te verkrijgen die de meest dichte organellen bevat. De meest dichte verbindingen zullen bij lagere centrifugeersnelheden een pellet vormen, terwijl de minder dichte verbindingen waarschijnlijk in het vloeibare supernatans boven de pellet zullen achterblijven. Telkens kan het supernatans bij hogere snelheden worden gecentrifugeerd om de minder dichte organellen te verkrijgen. Door stapsgewijs te centrifugeren, waarbij de centrifugatiesnelheid telkens wordt opgevoerd, kunnen de bestanddelen naar massa worden gescheiden. De vrij dichte kern wordt waarschijnlijk na de eerste centrifugatiestap gevonden, gevolgd door de mitochondriën, vervolgens de kleinere organellen, en tenslotte het cytoplasma, dat oplosbare eiwitten kan bevatten.
Equilibrium sedimentatie maakt gebruik van een gradiënt van een oplossing om deeltjes te scheiden op basis van hun individuele dichtheid (massa/volume). Een belangrijk aspect van dit type sedimentatie is dat het volledig onafhankelijk is van de vorm van het molecuul. Het wordt gebruikt om de differentiële centrifugatie te zuiveren. Er wordt een oplossing bereid met het dichtste gedeelte van de gradiënt onderaan. De te scheiden deeltjes worden vervolgens aan de gradiënt toegevoegd en gecentrifugeerd. Elk deeltje gaat verder tot het een omgeving van vergelijkbare dichtheid bereikt. Een dergelijke dichtheidsgradiënt kan continu zijn of stapsgewijs worden bereid. Bij voorbeeld, wanneer sucrose wordt gebruikt om dichtheidsgradiënten te bereiden, kan men een oplossing van 40% sucrose voorzichtig laten drijven op een laag van 45% sucrose en daarboven nog minder dichte lagen aanbrengen. Het homogenaat, bereid in een verdunde buffer en kort gecentrifugeerd om weefsel en ongebroken cellen te verwijderen, wordt dan bovenop gelegd. Na centrifugatie, gewoonlijk gedurende een uur bij ongeveer 100.000 x g, kunnen van de ene laag op de andere schijven van cellulaire bestanddelen worden waargenomen die zich als gevolg van de verandering in dichtheid hebben teruggetrokken. Door zorgvuldig de laagdichtheid aan te passen aan het celtype, kunnen specifieke cellulaire componenten worden verrijkt.
Sedimentatie-evenwicht is heel nuttig omdat er geen pellet wordt gevormd. De rotatiesnelheid creëert voldoende kracht om het eiwit de rotor te doen verlaten, maar het condenseert niet tot een pellet. Dit komt omdat er een gradiënt in de concentratie van het eiwit ontstaat. Diffusie reageert om het ontstaan van de gradiënt tegen te gaan en na een bepaalde tijd wordt een perfect evenwicht tussen sedimentatie en diffusie bereikt.
Sedimentatie-evenwicht is ook praktisch om de interacties tussen eiwitten te bestuderen. Het wordt met name gebruikt om de natieve toestand of de natieve conformatie van het eiwit vast te stellen. De natieve toestand vertelt ons de exacte structuur in drie dimensies. Deze informatie omvat of het een monomeer, dimeer, trimer, tetramer, enz. is. Een monomeer is een eiwit dat uit één subeenheid bestaat. Een dimeer zijn twee eiwitsubeenheden die 180 graden zijn gedraaid. Een trimer bestaat uit drie subeenheden, enz. Met dit soort experimenten kan ook worden bepaald of de eiwitten oligomeren kunnen vormen (identieke polypeptideketens die twee of meer eenheden van een eiwit vormen). Het nut van sedimentatie-evenwicht is bovendien dat het evenwichtsconstanten bepaalt voor eiwit-eiwit en eiwit-ligand interacties. De waarde van deze Kd ligt vaak tussen 1nM-1mM. Deze wordt berekend door de evenwichtsconstante (Kd) te meten. Een laatste gebruik hiervan is het bepalen van stoichiometrische verhoudingen tussen eiwitcomplexen. Een voorbeeld hiervan is een ligand en zijn receptor of een antigeen-antilichaampaar