Sedimentation (af latin sedimentum - bundfældning, fra latin sedeo - siddende) er den mekaniske aflejring af faste partikler under påvirkning af tyngdekraften eller centrifugalkræfter i tykkelsen af vand, flydende eller gasformigt medium.
Sedimentation er en af de vigtigste processer, der forekommer i naturen og i teknologiske processer. Eksempelvis anvendes sedimentering til spildevandsrensning, samt til adskillelse af faste partikler i forskellige industrier.
I naturen er sedimentation processen med afsætning af små partikler til bunden af reservoirer, akkumulering af nedbør i atmosfæren samt nedbør i form af regn, sne eller hagl.
Sedimentationsprocessen kan observeres under driften af forskellige filtre, for eksempel under processen med at filtrere vand gennem sand eller andre materialer.
Sedimentationshastigheden afhænger af partiklernes størrelse og tætheden af det medium, de befinder sig i. Jo højere densitet mediet er og jo mindre partikelstørrelsen er, jo hurtigere sedimentering sker.