高速冷凍離心機在高速旋轉的過程中，由離心力所導致的運動使懸浮于液體中的固體物質形成沉淀，也就是懸浮體液中質量或體積較大的物體向轉頭半徑大的方向移動，而質量或體積較小的部分沉積在轉頭半徑較近的地方。
  冷凍離心機是一個產生離心力的機器，離心力與轉子半徑、轉速及樣品質量有關：即F=Rmω2；F-離心力；R-半徑；m-樣品質量；to-轉速，離心力是衡量離心機重要的參數之一，也是離心機檔次的區別標準之一，離心機在出廠的時候都會給出該離心機的大離心力。
  離心機轉子的半徑和樣品質量在運轉的時候是不變的，只有轉速可以通過控制發生變化，因此往往習慣用轉速來描述一個離心機。如高速離心機、超高速離心機等等。
  高速冷凍離心機的關鍵要素包括速度及平穩性，例如家用洗衣機甩水時如不平穩就會產生抖動，甚至有位移現象，換個角度想一下，如果是離心機，離心機出現了不平穩現象，那后果就不堪設想了。
  離心機基本都內置了自動平衡裝置，離心機自身的抗不平衡能力，不僅可以提高離心機的堅固性，同時由于轉頭操作時，不需要嚴格的平衡，甚至目視平衡即可，因而方便了用戶操作。
  一般小型冷凍離心機將整個電機放在抗震的彈性支架上，如橡膠墊等，高速離心機還往往采用揉性軸抗震。由于現行設計的轉鼓壁厚已滿足強度要求，并有很大的安全裕量，因此從考慮節省成本的角度出發，用有限元方法對轉鼓進行優化，在保證強度、剛度的前提下，使得轉鼓的壁厚尺寸逐漸降低，并觀察壁厚尺寸參數的變化對應力和徑向位移產生的影響。