偏析法的原理主要涉及以下幾種現象和機制：
顯微偏析：在熔池一次結晶過程中，最先結晶的部分金屬純度最高，隨後結晶的部分含有較高量的其他合金元素和雜質，最後結晶的部分，即結晶的外端和前緣，含有最高量的其他合金元素和雜質。這種在柱狀晶粒內部和晶粒之間的化學成分分布不均現象稱為顯微偏析。
區域偏析：由於柱狀晶體的不斷長大和推移，雜質會被「趕」向熔池中心，導致熔池中心的雜質含量比其他部位多。這種現象稱為區域偏析。焊縫的斷面形狀對區域偏析的分布有很大影響，窄而深的焊縫會使焊縫中心聚集較多的雜質，而寬而淺的焊縫則使雜質聚集在焊縫的上部。
層狀偏析：在熔池一次結晶過程中，隨著結晶潛熱的釋放，結晶會出現暫時的停頓。隨後，隨著熔池的散熱，結晶重新開始，形成周期性的結晶，伴隨液體金屬中雜質濃度的周期性變動，產生周期性的偏析，稱為層狀偏析。層狀偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出現在層狀偏析中。
化學反應偏析：偏析法還可以利用雜質元素與純淨鋁之間的化學反應，將大部分的雜質元素去除。這種反應過程中，會出現物理吸附、表面化學反應、襯底控制等各種反應機制，共同作用使雜質元素逐步偏離純淨鋁的晶格位置，沉澱在鋁材料中。
綜上所述，偏析法的原理涉及金屬結晶過程中的微觀不均、晶體長大導致的區域性雜質分布不均、結晶過程中的暫歇期導致的層狀偏析，以及雜質與純淨金屬之間的化學反應。這些現象和機制共同作用，使得金屬材料的化學成分分布更加均勻，從而改善材料的性能。