密度梯度區帶離心法是將樣品加在惰性梯度介質中進行離心沉降或沉降平衡，在一定的離心力下把顆粒分配到梯度中某些特定位置上，形成不同區帶的分離方法。此方法主要依據顆粒與介質間的密度差（ρ－ρ０）不同進行分離的。適用于那些沉降系數相差不大而密度值卻有明顯差別的顆粒，也就是那些Ｓ值相近而ρ值相遠的顆粒。惰性梯度介質在本法中的主要作用是防止液體介質對流混合從而確保分離后的各區帶不受損害。具體方法還可以再分成兩種：
（１）速率區帶離心法：在速率區帶離心法中，當不同的顆粒間存在沉降系數差時（不需要像差速沉降離心法所要求的那樣大的沉降系數差），在一定的離心力作用下，顆粒各自以一定的速度沉降，在惰性梯度介質的不同區域上形成區帶。
離心管先裝好惰性梯度介質溶液，樣品液加在梯度介質的液面上，離心時，由于離心力的作用，顆粒離開原樣品層，按不同沉降速度向管底沉降，離心一定時間后，沉降的顆粒逐漸分開，最后形成一系列界面清楚的不連續區帶，沉降系數越大，往下沉降越快，所呈現的區帶也越低。離心必須在沉降zui快的大顆粒到達管底前結束，切忌無把握的延長離心時間，否則那些Ｓ值較小但ρ值較大的顆粒隨著時間的延長將后來者居上，尤其是那些密度相近而沉降系數相遠的顆粒將有機會集合在同一個等密度區帶內，反而影響純化分離。可見選準離心時間是本法的關鍵環節之一。
（２）等密度離心法：等密度離心法也叫ρ區帶分離法，本法是使不同密度的各種顆粒分別停留在介質的相應密度梯度上，形成一條ρ＝ρ０的等密度區帶，從而達到分離的目的，故又稱為ρ區帶分離法。這種方法僅與顆粒的密度有關而與其大小、形狀、Ｓ值等無關。離心時樣品可以加到任何位置上。離心時間宜長不宜短。介質可以采用連續梯度，也可以采用不連續梯度。采用連續梯度時，這個密度梯度應包括所要分離的各種顆粒的密度范圍。于是各不同密度的顆粒（ρ１、ρ２、ρ３…… ）在離心時將分別沉降在與介質相應的密度區帶位置上，各顆粒將按各自密度的大小依次排列成一條條的樣品帶而達到分離的目的。