冷凍離心機的核心功能在于利用離心力與低溫環境的協同作用，實現混合物的高效分離。當轉子高速旋轉時，樣品中的顆粒因密度差異受到不同大小的離心力作用，密度較大的顆粒（如細胞碎片、沉淀物）會向轉子外緣移動，而密度較小的顆粒（如蛋白質、核酸）則留在靠近轉軸的位置。這一過程不僅加速了沉降速度，還能將微小顆粒從溶液中分離，分離效果遠優于自然沉降。
  冷凍離心機的操作需兼顧安全性與效率，任何疏忽都可能導致設備損壞或實驗失敗。首先，樣品準備是關鍵。離心管需對稱放置，且重量誤差不超過0.1克，以避免轉子不平衡引發的震動或損壞。若一側離心管裝入2毫升樣品，另一側需用等質量的水替代，確保轉子旋轉時的穩定性。此外，離心管的選擇也需謹慎，劣質或老化的離心管可能因強度不足而破裂，導致樣品泄漏或污染設備。
  溫度控制是另一重要環節。使用冷凍功能前，需先預冷腔體至設定溫度，再放入樣品。若需在4℃下離心，應提前開啟制冷系統，待溫度穩定后再啟動轉子。這一步驟可避免樣品因溫度波動而受損，同時提高分離效率。離心過程中，實驗者不得離開現場，需密切觀察設備運行狀態。若聽到異常噪音或聞到異味，應立即停機檢查，防止故障擴大。
  離心結束后，需按規范操作取出樣品。關閉電源，待轉子完全停止后再打開機蓋，避免因轉子未停穩導致樣品濺出或人員受傷。取出離心管后，需及時清理轉子和腔體，防止殘留樣品腐蝕設備。使用硫酸銨等高鹽溶液后，需用清水沖洗轉子，并擦干水分，避免鹽結晶損傷金屬部件。
  冷凍離心機的維護保養需定期進行，以確保設備性能穩定。日常清潔是基礎，每次使用后需擦拭腔體和轉子，清除殘留樣品和水分；轉子是離心機的核心部件，其壽命直接影響設備性能。每次使用后，需用中性洗滌劑清洗轉子，并擦干水分。若需高溫滅菌，溫度不得超過121℃，時長不超過20分鐘，避免轉子因熱脹冷縮而變形。