這是靜力學的方法。在離心管中形成一個液體梯度，在離心時各組份以不同的速度下沉，但最終停留在與自己相同的密度中，形成一條狹窄的平衡帶，并保持相對的穩定。為了使樣品所有組份都能達到它們的平衡位置，需要長時間離心。這種方法適用于分離大小相似但密度不同的物質，如核酸的分離。氯化銫梯度是常用于平衡離心的介質，分辨率很高，可區別密度相差0.05的組分，但離心時間需十幾到幾十小時，且價格很貴。已有一種商品名叫"Percoll"的聚蔗糖溶液可以代替氯化銫梯度。該介質能迅速形成梯度，使離心時間大大縮短到1-2h而仍有很好的分離效果。并且有配套的標記珠（Density marker beads）可以測定樣品的密度。