离心分离法是利用在离心力的作用下，分子质量不同的流体的压强分布不同的原理分离同位素的方法。在巨大的离心力场作用下，输入离心机的六氟化铀气体中的轻分子235UF6在离心机转子中央部分加浓, 而重分子238UF6更多地趋于筒壁，造成铀同位素在径向的部分分离。

优点是单级浓缩系数大，是气体扩散法的100倍以上,浓缩到同样程度所需要的级数大大减少。另一优点是比能耗小，只有气体扩散法的十分之一左右。离心分离法的缺点是单机分离功率低，要形成一定的生产能力，需要的离心机数量很大，工业规模的离心工厂需要几万台甚至几十万台离心机。维持大量离心机长期正常运转的技术难度大。此外，由于材料限制，高速转子难以获得，技术要求高。