Die Ultrazentrifuge ist eine für hohe Geschwindigkeiten optimierte Zentrifuge, die Beschleunigungen von bis zu 1 Mio g erzeugen kann. Ultrazentrifugen rotieren ihren Inhalt sehr schnell – bis zu 500.000 mal in der Minute. Deswegen bewegt sich der Rotor in einem künstlichen Vakuum, so dass keine Luftreibung auftritt. Die Nutzung der Ultrazentrifuge nennt man Ultrazentrifugation. Verschiedene gelöste Makromoleküle werden in einer Ultrazentrifuge anhand ihrer Bewegungsgeschwindigkeit (s.a. Sedimentationsgeschwindigkeit) unter dem Einfluss starker Zentrifugalkräfte sortiert. Möglich ist dies nur, wenn sich die entsprechenden Partikel in einer Lösung befinden und sich von dieser in Bezug auf die Dichte unterscheiden. Sie findet in der Biologie und Biochemie vor allem Anwendung, um Partikel (Teilchen), wie etwa Lipoproteine, Viren oder andere Makromoleküle zu trennen.