因組成懸浮系的流體和懸浮物具有密度差，在重力場中發生相對運動，因而得到分離的沉降操作。在重力場中，密度不同於流體的懸浮物(固體顆粒或液滴)，受到三個作用力：①重力Fg＝mg，式中m為顆粒品質，g為重力加速度；②浮力
，式中
ρ
p、
ρ分別為顆粒和流體的密度；③流體對顆粒作
繞流運動所產生的曳力
F
d＝
ξA
p
ρu
2/2，式中
A
p為顆粒在垂直於運動方向上的投影面積；
u為顆粒對流體的相對速度；
ξ為阻力系數。沉降開始時，這三種力不平衡，顆粒向下作加速運動。隨著速度的增加，曳力逐漸增大，最後顆粒所受各力達到平衡，向下作等速運動。顆粒在等速運動階段的下降速度，稱為沉降的終端速度，又稱為沉降速度
u
t。對於符合斯托克斯定律（見
繞流）的球形小顆粒，沉降的終端速度為：
式中
d
p為粒徑；
μ為流體
粘度。對於細小顆粒，沉降的加速階段極短，可近似地認為顆粒總是以速度
u
t沉降的。粒徑很小時，沉降速度很低。在液相懸浮系中添加絮凝劑（如明礬），使顆粒凝聚，可提高沉降速度。
重力沉降設備主要有下列類型：
降塵室 用於氣體除塵，如從焙燒礦石的爐氣中分離固體顆粒。最簡單的降塵室（圖1）
為一長方形容器，底部設有集塵鬥（灰鬥）。含塵氣體自降塵室一端進入後，塵粒隨氣體作平移運動，同時又作沉降運動。如果它在氣流到達出口端前沉降到降塵室底部，它就能與氣體分離。降塵室在單位時間內的含塵氣處理量
V與降塵室的底面積
A及沉降速度
u
t成正比，即：
V＝Aut
含塵氣處理量與降塵室的高度無關，因此降塵室以扁平形狀為佳。為提高降塵室的處理能力，可在其中設置多層水平降塵隔板（圖2）。這種多層降塵室為塵粒沉降提供的有效水平面積包括底面積和各層降塵隔板面積。
增稠器 通常是一個錐形底的圓筒或圓池（圖3）。
將懸浮液連續加到圓筒中心液面以下，清液經周邊溢出，懸浮物緩慢沉至器底。器底設有旋轉齒耙，將沉渣移至中心，用泥漿泵排出。固體顆粒在增稠器內的沉降過程大致可分為三個階段：①在容器上部，顆粒濃度很小，顆粒沉降可認為互不幹擾，稱為自由沉降階段。②在容器下部，顆粒濃度增大，顆粒沉降互相幹擾，沉降速度很小，稱為幹擾沉降階段。③在容器底部，沉聚泥漿自身經歷的增稠壓縮階段。增稠器具有澄清液體和增稠懸浮液的雙重功能，主要用於顆粒濃度較低的懸浮液的分離，如工業用水的澄清及
過濾的預處理。