高速離心機分析性超速離心不同于制備性超速離心，分析性超速離心主要是為了研究生物大分子的沉降特征和結構，而不是實際的收集一些特殊的部分。因此，它使用了特殊設計的轉子和檢測系統，以便連續地監視物質在一個離心場中的沉降過程。分析性超速離心在生物學方面的應用，包括測定生物大分子的分子量、估價樣品的純度和檢測大分子構型的變化。
　　
　　高速離心機分析性離心可以在約70000轉/分的速度進行操作，產生高達500000g的離心場。高速離心機分析性離心主要由一個橢圓形的轉子組成，這轉子通過一個有柔性的軸聯接到一個高速的驅動裝置上，這種軸可使轉子在旋轉時形成它自己的軸。轉子在一個冷凍的和真空的腔中旋轉。轉子能容納兩個小室：一個分析室和一個配衡室。這些小室在轉子中始終保持著垂直的位置。配衡室是一個經過精密加工的金屬塊，作分析室的平衡用。在配衡室上鉆通二個孔（它們離開旋轉中心的距離是經過標定的）。這些定標是用來確定分析室中的距離。分析室（通常的容量是1毫升）是扇形的，當它正確地排列在轉子中時，盡管處于垂直的位置，但是它的原理卻和一個水平式轉子相同，產生了一個十分理想的沉降條件。分析室有上下二個平面的石英窗（如圖1）。
　　
　　超高速離心機中裝有一個光學系統，在整個離心期間都能觀察小室中沉降著的物質。在預定的時間可以拍攝沉降物質的照片。可以通過紫外光的吸收（如對蛋白質和DNA）或者折射率上的不同（如Schlieren系統或Rayteigh干涉量度法）對沉降物進行監視。后面這些方法是利用了這樣一個現象，即當光線通過一個具有不同密度區的透明液體時，在這些區帶的界面上使光發生了折射。在分析室中物質沉降的情況下，在重顆粒和輕顆粒之間形成的界面就像一個折射的透鏡，結果在檢測系統的照相底板上產生了一個“峰”。由于沉降不斷進行，界面向前推進，因此峰也移動了。從峰移動的速度可以得到物質沉降速度的一個指標。