Sedymentacja (od łac. sededum – osadzanie, od łac. sedeo – osadzanie) to mechaniczne osadzanie się cząstek stałych pod wpływem siły grawitacyjnej lub odśrodkowej w grubości wody, ośrodka ciekłego lub gazowego.
Sedymentacja jest jednym z głównych procesów zachodzących w przyrodzie i procesach technologicznych. Na przykład sedymentację stosuje się do oczyszczania ścieków, a także do oddzielania cząstek stałych w różnych gałęziach przemysłu.
W przyrodzie sedymentacja to proces osadzania się drobnych cząstek na dnie zbiorników, kumulacji opadów w atmosferze, a także opadów w postaci deszczu, śniegu lub gradu.
Proces sedymentacji można zaobserwować podczas pracy różnych filtrów, na przykład podczas procesu filtrowania wody przez piasek lub inne materiały.
Szybkość sedymentacji zależy od wielkości cząstek i gęstości ośrodka, w którym się znajdują. Im większa gęstość ośrodka i mniejszy rozmiar cząstek, tym szybciej zachodzi sedymentacja.