差速離心法原理是：物體圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)受到離心力F的作用。當(dāng)物體的質(zhì)量為M、體積為V、密度為D、旋轉(zhuǎn)半徑為r、角速度為（弧度數(shù)/秒）時(shí)，可得：F=Mω2r或者F=V.D.ω2r上述表明：被離心物質(zhì)所受到的離心力與該物質(zhì)的質(zhì)量、體積、密度、離心角速度以及旋轉(zhuǎn)半徑呈正比關(guān)系。

　　離心力越大，被離心物質(zhì)沉降得越快。在離心過(guò)程中，被離心物質(zhì)還要克服浮力和摩擦力的阻礙作用。浮力F}和摩擦力F}}分別由下式表示：F’=V.D’.ω2r（2）F’’=f dr/dt（3）其中D}為溶液密度，f為摩擦系數(shù)，dr/dt為沉降速度。

　　在一定條件下，可有：F=F’+F’’V.D.ω2r=V.D’ω2r+f.dr/dt dr/dt=Vω2r(D-D’)/f(4)式(4)表明，沉降速度與被離心物質(zhì)的體積、密度差呈正比，與f成反比。若以S表示單位力場(chǎng)（ω2r=1）下的沉降速度，則S=V(D-D’)/f S即為沉降系數(shù)。

　　沉降系數(shù)對(duì)于生物大分子來(lái)說(shuō)，多數(shù)在(1~500)×10-13秒之間。為應(yīng)用方便起見(jiàn)，人們規(guī)定1×10-13秒為一個(gè)單位（或稱1S）。一般單純的蛋白質(zhì)在1~20S之間，較大核酸分子在4~100S之間，更大的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)在30～500S之間。