由于离心力对金属充型和凝固过程的影响，使离心铸造的铸件夹杂物少，晶粒较细，组织致密，力学性能高。金属液进入铸型后，受型壁的激冷作用，开始结晶凝固。随着热量垂直于型壁连续地向外散发，使金属结晶由外而内顺序进行，离心力的作用又使金属液对流加剧，从而得到按径向生长的柱状晶组织。
在铸件外表面结晶凝固呈一层柱状晶后，在其内层的结晶前沿仍存在着液-固相共存区。在结晶前沿的金属液仍按惯性运动，与已凝固的金属层产生相对滑动，使离心铸造铸件的径向截面上产生倾斜柱状晶。柱状晶的倾斜方向与铸管成形的方向一致，在外层的柱状晶倾斜度大，越往内层，倾斜度越小，最后转变成径向柱状晶。
在离心铸造中，由于铸型高速运动产生的离心力，帮助内层未凝固的金属液浸透入枝晶孔穴中，对顺序凝固金属的收缩进行补缩，从而获得致密的铸件。而金属液与枝晶的相对滑动，阻碍了枝晶的生长，从而使晶粒变细。这两方面的因素都有利于提高铸件的力学性能。
但并非离心铸造没有缩松缺陷。在衬覆膜树脂砂热模离心浇注大口径铸管的凝固过程中，由于金属型的冷却强度低，金属液能保持很长时间的液态没有凝固，经常出现在铸管断面还未完全凝固之前，其内表面已达到凝固点，最后凝固的金属液便在主要凝固层与内凝固层之间形成环形心部缩松带，降低了铸件的力学性能。
浇入旋转铸型的金属液中夹杂有密度与金属液不一样的异相质点，如气泡、渣粒、析出的初生石墨和共晶团、不能互溶的金属组元等。密度较小的颗粒会向自由表面移动，而密度较大的颗粒则往外壁移动。
与重力铸造相比，离心铸造时渣粒、气泡等密度较小的颗粒质点能很快浮向自由表面，减少铸件内部的污染，提高了铸件的致密度。但铸件内部易形成密度偏析。如锡基合金，铜铅轴承合金等，铅在浇注中极易产生下沉的密度偏析。
金属液浇入铸型后，金属液还以一股流的形式层状在铸型上做轴向运动。当第一层的金属液轴向运动时，由于温度降低，流动速度减小；温度较高的第二层股流便在第一层股流上流动并超越第一层股流，以此类推，所以常常在离心铸造铸件上出现层状偏析，即各层的金相组织不一样，并且大多以近似同心圆环的形式分层。这种层状偏析是由于每层金属液的凝固条件差异引起的。
对于离心球墨铸铁管有以下几种情况：
① 铸铁一次结晶时形成的石墨-奥氏体共晶团，在共晶团内和边界上有较严重的成分偏析。如在共晶团边界上锰高硅低，在球状石墨周围硅高等。
② 当金属液碳当量较高时，凝固过程中会有大量的球状石墨析出。在离心力的作用下，密度较金属液小的石墨球向内表层聚集，产生石墨漂浮现象。
③ 当金属液成分不正确，如硫含量过高，存在较多反石墨化元素时；或者金属液氧化严重，铸型局部冷却速度不均匀时，会出现局部白口和组织不均匀。
④ 在凝固过程中，部分难熔的稳定碳化物元素被结晶前沿的金属液推向铸管最后凝固部位，此时又容易出现孕育衰退问题，从而在铸管壁中心的最后凝固部位得到较多的渗碳体组织，产生反白口现象。
