颗粒自由沉淀是指颗粒物在水中作自由沉降并聚集的过程。容器中液体含固体颗粒浓度不高时，粒子的沉降过程不受器壁和液体中其他粒子的影响而自由下沉。常用的斯托克斯公式就是颗粒自由下沉运动的数学表现。这时，颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。低浓度的离散性颗粒，如砂砾、铁屑等在水中沉淀时，都会发生这种现象。