离心机大量应用于化工、石油、食物、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部分。国古代，人们用绳子的一端系住陶罐，手握绳子的另一端，旋转甩动陶罐，产生离心力挤压出陶罐中蜂蜜，这就是离心分离原理的早期应用。产业离心机诞生于欧洲，好比19世纪中叶，先后泛起纺织品脱水用的三足式离心机，和制糖厂分离结晶砂糖用的上悬式离心机。这些离心机都是间歇操纵和人工排渣的。因为卸渣机构的改进，20世纪30年代泛起了连续操纵的离心机，间歇操纵离心机也因实现了自动控制而发展。
离心机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生的离心压力，作用在过滤介质上，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，从而实现液-固分离；离心沉降是利用悬浮液（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。
衡量离心机能的重要指标是分离因数。它表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值，分离因数越大，通常分离也越迅速，分离效果越好。产业用离心机的分离因数一般为100～20000，超速管式分离机的分离因数可高达62000，分析用超速分离机的分离因数达610000。决定离心机处理能力的另一因素是转鼓的工作面积，工作面积大处理能力也大。
物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的。扩散与物质的质量成反比，颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的，有条件的，要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比，颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等，它们在溶液中成胶体或半胶体状态，仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢，而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力，才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。