當含有不同密度或粒徑組分的混合物被置于高速旋轉的離心轉子中時，由于各組分所受的離心力不同，會產生不同程度的沉降或上浮，從而實現混合物的分離。在旋轉過程中，離心力的大小與旋轉半徑和角速度的平方成正比，通過高速旋轉產生強大的離心力場，能夠快速地將混合物中的目標組分分離出來。以生物樣品分離為例，細胞懸浮液中包含細胞、細胞碎片、蛋白質、核酸等多種組分。在高速離心機的作用下，密度較大的細胞碎片會迅速沉降到離心管底部，而細胞、蛋白質和核酸等組分則會根據其密度和粒徑的不同，在離心管中形成不同的層次。通過合理設置離心參數，如轉速、離心時間和溫度等，科研人員可以準確地分離出所需的組分，為后續的實驗研究提供純凈的樣品。
  高速離心機配備了多種類型的轉子，以適應不同樣品和分離要求，它的離心管在轉子中呈一定角度放置，在旋轉過程中，樣品受到的離心力方向與離心管軸線呈一定夾角。這種設計使得角轉子能夠在較短時間內達到較高的分離效果，適用于對分離時間要求較高、樣品量相對較小的實驗，如核酸提取、蛋白質沉淀等。
  水平轉子則是另一種重要的轉子類型。離心管在水平轉子中水平放置，旋轉時樣品受到的離心力方向垂直于離心管軸線。水平轉子的特點是分離過程中樣品的再懸浮現象較少，能夠獲得較為清晰的分離界面，特別適合用于密度梯度離心等對分離效果要求較高的實驗。
  此外，還有一些特殊用途的轉子，如區帶轉子、連續流轉子等。區帶轉子適用于大規模的密度梯度離心，能夠在離心管中形成穩定的密度梯度，實現復雜混合物的分離。連續流轉子則可以實現樣品的連續進樣和分離，大大提高了分離效率，適用于工業生產中的大規模分離操作。
  在生命科學領域，高速離心機是細胞生物學、分子生物學等研究的重要工具。在細胞培養過程中，用于分離和純化細胞，去除培養基中的雜質和代謝產物，保證細胞的健康生長。在基因工程研究中，它可用于提取和純化質粒DNA、RNA等核酸分子，為基因克隆、表達等實驗提供高質量的核酸樣品；在臨床檢驗中，血液樣本的分離是許多檢測項目的基礎。能夠快速將血液分離為血漿、血清和血細胞等組分，為血常規、生化指標、免疫學檢測等提供準確的樣本。在病毒檢測方面，可用于濃縮病毒顆粒，提高檢測的靈敏度和準確性。
  化工制藥行業中，高速離心機用于藥物的分離、純化和濃縮。在藥物合成過程中，它可以將反應產物與未反應的原料、副產物等分離，提高藥物的純度和收率。在生物制藥領域，可用于分離和純化蛋白質藥物、抗體等生物大分子，確保藥物的質量和安全性。
  食品加工領域，可用于果汁澄清、乳制品分離、油脂精煉等工藝。在果汁生產中，它可以去除果汁中的果肉顆粒、懸浮物等雜質，使果汁更加清澈透明。在乳制品加工中，高速離心機可用于分離奶油和脫脂乳，生產出不同脂肪含量的乳制品。