La centrifugation est une technique de séparation rapide des particules solides (les plus lourdes) des substances en solution (moins lourdes).

Une suspension de macromolécules peut éventuellement laisser sédimenter celles-ci sous l'effet du champ de pesanteur. Cependant, l'agitation thermique met en œuvre des énergies bien supérieures à l'énergie potentielle de gravitation, pour une macromolécule se déplaçant sur quelques centimètres.

Pour rendre possible la séparation, il faut travailler avec de très grandes accélérations. Ceci est possible avec des centrifugeuses ou ultracentrifugeuses. Ces appareils sont composés des éléments suivants :

• un moteur capable de tourner à plusieurs dizaine de milliers de tours par minute
• un rotor capable de supporter des rotations aussi rapides (en titane généralement pour les rotors des ultracentrifugeuses)
• une enceinte dans laquelle est disposé le rotor, qui est réfrigérée et sous vide. En effet, pour les vitesses de rotation les plus rapides, le déplacement des extrémités du rotor (diamètre de l'ordre de 20-40 cm) est supersonique. Ceci entraînerait un échauffement insupportable dans l'air.
  Cette enceinte est de plus blindée pour éviter des accidents en cas d'explosion du rotor.
  

Cette technique de centrifugation a été mise au point par Svedberg (1923), qui l'utilisa pour déterminer des masse moléculaires. Elle fut appliquée à la biologie par le physiologiste belge Albert Claude (Prix Nobel 1974), qui isola grâce à elle les microsomes, c'est-à-dire ce qui reste de la cellule lorsque l'on sépare les mitochondries et les réticulums.
 
A des vitesses de l'ordre de 20 000 tours/minute, il est possible de :

• séparer les constituants cellulaires (membranes/cytosol) sous un champ supérieur à 100 000 g entre des couches de saccharose de différentes densités.
• séparer différents types A.D.N. (chromosomique et plasmidique) dans un gradient de chlorure de césium. La vitesse de déplacement des molécules est exprimée en Svedberg. S=10^-13 secondes.
  

Note : L'ADN satellite peut être séparé du reste de l'ADN génomique par centrifugation en gradient de densité.