离心分离机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒，称为转鼓，通常由电动机驱动。悬浮液（或乳浊液）加入转鼓后，被迅速带动与转鼓同速旋转，在离心力作用下各组分分离，并分别排出。
　　
　　通常，转鼓转速越高，分离效果也越好。
　　
　　离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。①离心过滤：悬浮液在离心力场下产生的离心压力，作用在过滤介质（滤网或滤布）上，使液体通过过滤介质成为滤液；
　　
　　而固体颗粒被截留在过滤介质表面，形成滤渣，从而实现液-固分离。过滤型转鼓圆周壁上有孔，在内壁衬以过滤介质。
　　
　　②离心沉降：利用悬浮液（或乳浊液）密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固（或液-液）分离。沉降型转鼓圆周壁无孔。
　　
　　悬浮液（或乳浊液）加入转鼓后，固体颗粒（或密度较大的液体）向转鼓壁沉降，形成沉渣（或重分离液）。
　　
　　密度较小的液体向转鼓中心方向聚集，流至溢流口排出,成为分离液（或轻分离液）。转鼓均为间歇排渣，适用于含固体颗粒粒度较小、浓度较低的悬浮液或乳浊液分离；
　　
　　转鼓用螺旋连续排渣，可分离固体颗粒浓度较高的悬浮液。在具有多层圆锥形碟片的转鼓中，液体被碟片分成若干薄层，缩短了沉降分离的距离，使分离加快，改善了分离效果。
　　
　　另一类实验分析用的分离机，可进行液体澄清和固体颗粒富集或液-液分离，分离粒度达0.1～0.5微米。
　　
　　常用的试管分离机转速为3000～20000转/分,装等量料液的玻璃试管对称插入摆架或角形转子的凹穴中，在离心力作用下料液在试管内沉降分层。超高速分析用分离机采用小直径沉降转鼓。
　　
　　这类分离机有常压、真空、冷冻条件下操作的不同结构型式。