沉降系数定义为一个微粒的沉降速度与致其沉降的加速度的比率。

沉降速度又称终端速度。这是一个恒定值，因为它受到重力或离心力（超速离心机提供的数万倍加速度）由介质（通常是水）被作用于该粒子的运动的黏性阻力所抵消，故做匀速直线运动。所施加的加速度可以是重力加速度，更常见的是离心加速度。在后一种情况下，为转子的角速度，为粒子与转轴（半径）的距离。

黏性阻力（斯托克斯定律）可由得到，其中为介质的黏度；为颗粒的半径；为粒子的速度。此规则仅适用于较大的球体。

离心力可由得到，为粒子与转轴（半径）的距离。当二力（黏性力和离心力）平衡时，粒子以恒定速度运动，该速度称为终端速度。因此，终端速度由下式给出：。

将上述公式进行化简，可以得到：

沉降系数单位是斯维德伯格（S），1S被定义为精确地10^-13秒。由于离心力越大离子沉降越快，沉降系数是用离心施加的加速度大小平衡颗粒的沉降速率。它不依赖加速度大小，而仅由颗粒的性质和它的悬浮介质决定，沉降系数通常是在水中20℃时的值。较大的颗粒沉降更快，具有较高的沉降系数（S值）。然而，沉降系数没有可加性。沉降率并不仅仅取决于粒子的质量或体积，当两个颗粒结合在一起难免造成表面积减少。因此，当单独计量时，它们的和与两者结合时的粒子S值不符。核糖体就是一个例子，核糖体经常通过它们的沉降系数进行分辨。例如，来自细菌的70S核糖体实际上沉降系数为70S，虽然它是由一个50S亚基和一个30S亚基组成。