Differentiel centrifugering er en metode, der anvendes til at adskille de forskellige bestanddele af en celle på grundlag af masse. Først sprænges cellemembranen for at frigøre cellens bestanddele ved hjælp af en homogenisator. Den resulterende blanding benævnes homogenatet. Homogenatet centrifugeres for at opnå en pellet, der indeholder de mest tætte organeller. De mest tætte forbindelser vil danne en pellet ved lavere centrifugeringshastigheder, mens de mindre tætte forbindelser sandsynligvis vil forblive i den flydende supernatant over pelleten. Hver gang kan supernatanten centrifugeres ved højere hastigheder for at opnå de mindre tætte organeller. Ved at udføre centrifugeringen trinvis, hvor centrifugeringshastigheden øges hver gang, kan komponenterne adskilles efter masse. Den ret tætte kerne vil sandsynligvis blive fundet efter det første centrifugeringstrin, efterfulgt af mitokondrier, derefter mindre organeller og til sidst cytoplasmaet, som kan indeholde opløselige proteiner.
Gligevægtssedimentation anvender en gradient af en opløsning til at adskille partikler på baggrund af deres individuelle tætheder (masse/volumen). Et centralt aspekt ved denne type sedimentation er, at den er fuldstændig uafhængig af molekylets form. Den bruges til at rense den differentielle centrifugering. Der fremstilles en opløsning med den tætteste del af gradienten i bunden. De partikler, der skal adskilles, tilsættes derefter til gradienten og centrifugeres. Hver partikel fortsætter, indtil den når et miljø med tilsvarende tæthed. En sådan tæthedsgradient kan være kontinuerlig eller forberedes trinvis. Når man f.eks. anvender saccharose til fremstilling af tæthedsgradienter, kan man forsigtigt lade en opløsning med 40% saccharose flyde over et lag med 45% saccharose og tilføje yderligere mindre tætte lag ovenover. Derefter lægges homogenatet, der er fremstillet i en fortyndet buffer og centrifugeret kortvarigt for at fjerne væv og ubrudte celler, ovenpå. Efter centrifugering i typisk en time ved ca. 100 000 x g kan der observeres skiver af cellulære komponenter, der ligger på grund af ændringen i densitet, fra det ene lag til det næste. Ved omhyggeligt at justere lagtæthederne, så de passer til celletypen, kan specifikke cellekomponenter beriges.
Sedimentationsligevægt er ganske nyttigt, fordi der ikke dannes en pellet. Rotationshastigheden skaber tilstrækkelig kraft til at få proteinet til at forlade rotoren, men den kondenserer det ikke til en pellet. Dette skyldes, at der dannes en gradient i koncentrationen af proteinet. Diffusion reagerer for at modvirke dannelsen af gradienten, og efter et vist tidsrum er der opnået en perfekt balance mellem sedimentation og diffusion.
Sedimentationsligevægt er også praktisk til at studere interaktionerne mellem proteiner. Den anvendes navnlig til at fastslå proteinets native tilstand eller native konformation. Den native tilstand fortæller os den nøjagtige struktur i tre dimensioner. Disse oplysninger omfatter, om det er en monomer, dimer, trimer, tetramer osv. En monomer er et protein, der består af én underenhed. En dimer er to proteinunderenheder, der er drejet 180 grader. En trimer er tre underenheder osv. Denne type forsøg gør det også muligt at afgøre, om proteinerne kan danne oligomerer (identiske polypeptidkæder, der udgør to eller flere enheder af et protein). Derudover er brugen af sedimentationsligevægt, at den bestemmer ligevægtskonstanter for protein-protein- og protein-ligand-interaktioner. Værdien af denne Kd er ofte mellem 1nM-1mM. Dette beregnes ved at måle ligevægtskonstanten (Kd). En sidste anvendelse af dette er at bestemme de stoikiometriske forhold mellem proteinkomplekser. Et eksempel herpå er en ligand og dens receptor eller et antigen-antistofpar