高速冷凍離心機：最大轉速為20000～25000rpm（r/min），最大相對離心力為89000×g，最大容量可達3升，分離形式也是固液沉降分離，轉頭配有各種角式轉頭、蕩平式轉頭、區帶轉頭、垂直轉頭和大容量連續流動式轉頭、一般都有制冷系統，以消除高速旋轉轉頭與空氣之間摩擦而產生的熱量，離心室的溫度可以調節和維持在0～40C，轉速、溫度和時間都可以嚴格準確地控制，并有指針或數字顯示，通常用于微生物菌體、細胞碎片、大細胞器、硫銨沉淀和免疫沉淀物等的分離純化工作，但不能有效地沉降病毒、小細胞器(如核蛋白體)或單個分子。
超速離心機：轉速可達50000～80000 rpm，相對離心力最大可達510000×g，最著名的生產廠商有美國的貝克曼公司和日本的日立公司等，離心容量由幾十毫升至2升，分離的形式是差速沉降分離和密度梯度區帶分離，離心管平衡允許的誤差要小于0.1克。超速離心機的出現，使生物科學的研究領域有了新的擴展，它能使過去僅僅在電子顯微鏡觀察到的亞細胞器得到分級分離，還可以分離病毒、核酸、蛋白質和多糖等。
超速離心機主要由驅動和速度控制、溫度控制、真空系統和轉頭四部分組成。超速離心機的驅動裝置是由水冷或風冷電動機通過精密齒輪箱或皮帶變速，或直接用變頻感應電機驅動，并由微機進行控制，由于驅動軸的直徑較細，因而在旋轉時此細軸可有一定的彈性彎曲，以適應轉頭輕度的不平衡，而不致于引起震動或轉軸損傷，除速度控制系統外，還有一個過速保護系統，以防止轉速超過轉頭最大規定轉速而引起轉頭的撕裂或，為此，離心腔用能承受此種的裝甲鋼板密閉。
溫度控制是由安裝在轉頭下面的紅外線射量感受器直接并連續監測離心腔的溫度，以保證更準確更靈敏的溫度調控，這種紅外線溫控比高速離心機的熱電偶控制裝置更敏感，更準確。
超速離心機裝有真空系統，這是它與高速離心機的主要區別。離心機的速度在2000 rpm以下時，空氣與旋轉轉頭之間的磨擦只產生少量的熱，速度超過20000 rpm時，由磨擦產生的熱量顯著增大，當速度在40000 rpm以上時，由磨擦產生的熱量就成為嚴重問題，為此，將離心腔密封，并由機械泵和擴散泵串聯工作的真空泵系統抽成真空，溫度的變化容易控制，磨擦力很小，這樣才能達到所需的超高轉速。
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