冷冻离心机的工作原理主要分两部分，即离心部分和冷冻部分。主要包括驱动电机、驱动电路、显示器、压缩机组、钢制机架、电子门锁、合金转子体等部件构成。通过程序的设置能实现离心转数可调，离心时间可设定，离心温度可控制三个最基本的要素。
冷冻离心机又叫做低温离心机，市场上冷冻离心机类型有很多，常见的分类有;低速冷冻离心机、高速冷冻离心机，以及超速分析、制备两用冷冻离心机等多种型号。
离心力是一种虚拟的力，它不是真实存在的，它的功效仅仅是以便在旋转参照系（非惯性参考系）下，牛頓运动定律仍旧可以运用。在惯性参考系下是不存在离心力的，在非惯性参考系下（如旋转参照系）才必须有惯性力，不然牛頓运动定律无法运用。
在冷冻离心机中，冷冻离心机就是依靠着离心力来实现样品分离的，而离心力又是通过冷冻离心机高速旋转而产生的。冷冻离心机是分离液液或者固液混合物里的成分机械。离心方法有两种，一种是离心过滤，一种是离心沉降。
离心过滤就是让上清液在离心力功效下形成离心压力，反应在过滤媒介上，让液体在借助过滤介质变成过滤液。而固体颗粒就会被留在，固体颗粒就会被拦截在过滤介质表层。从而完成固液分离。离心沉淀则是通过悬浮液（或乳浊液）密度不一样的各成分在离心力场中快速沉淀分层次的方法，实现固液或者液液分离。
冷冻离心机和离心力有着密切的关系，一般一台冷冻离心机的离心力越大，它的分离效果就越好，分离的物质也越精细。一般密度越小的物质分离需要的离心力就越大。