Sedimentace (z lat. sedimentum - usazování, z lat. sedeo - sezení) je mechanické usazování pevných částic působením gravitace nebo odstředivých sil v mocnosti vody, kapalného nebo plynného prostředí.
Sedimentace je jedním z hlavních procesů probíhajících v přírodě a v technologických procesech. Sedimentace se například používá pro čištění odpadních vod, stejně jako pro separaci pevných částic v různých průmyslových odvětvích.
Sedimentace je v přírodě proces usazování malých částic na dně nádrží, hromadění srážek v atmosféře a také srážky ve formě deště, sněhu nebo krup.
Proces sedimentace lze pozorovat při provozu různých filtrů, například při procesu filtrace vody přes písek nebo jiné materiály.
Rychlost sedimentace závisí na velikosti částic a hustotě prostředí, ve kterém se nacházejí. Čím vyšší je hustota média a čím menší je velikost částic, tím rychleji dochází k sedimentaci.