由于氨基酸带有正电荷或负电荷，蛋白质往往带有净正电荷或净负电荷。将含有蛋白质的溶液加上电场，蛋白质分子就会按照它们的净电荷多少、大小及形状的不同在电场中移动，这一技术称为电泳(electrophoresis)。最初，用淀粉等多孔性基质为支持体，分离水溶液中的蛋白质混合液。但后来，丙烯酰胺逐渐成为最常用的支待体。

1、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳依据分子量的不同分离蛋白质

20世纪60年代中期，利用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate, SDS)进行改良的聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS polyacrylamid gel electrophoresis, SDS-PAGE) , 成为常规的蛋白质分析方法。使单体丙烯酰胺交联聚合成聚丙烯酰胺凝胶作为蛋白质在其中移动的支持体，根据需要控制凝胶孔的大小。

先将待分离的蛋白质样品置于SDS溶液中，SDS的疏水端与蛋白质的疏水区结合，其带负电荷的亲水端互相排斥，使折叠的蛋白质分子展开成为伸展的多肽链。

此外，常常加入2-巯基乙醇(2-mercaptoethanol,2-ME)或二硫苏糖醇(dithiothreitol, DIT)类的还原剂，使蛋白质中所有的S-S结合键断裂。S

DS加还原剂的处理使蛋白质分子失去与其他蛋白质或脂质成分的联系而游离地溶解于溶液当中，也使蛋白质自身的亚单位之间的连接分开。由于所有蛋白质都带有大量的负电荷，蛋白质自身原有的电荷可以忽视，电场中所有蛋白质都向正极迁移，其中小分子比大分子通过凝胶网孔要容易得多，因而迁移快。结果复杂的蛋白质混合物完全按分子量大小依次被分离，经蛋白质染色后，可以观察到整齐排列的条带。

2、等电聚焦电泳依据等电点不同分离蛋白质

蛋白质是否带电荷，是带正电荷还是带负电荷，是由溶液的pH决定的。当溶液在某一pH条件下使某一蛋白质不带电荷时，这个pH就是这种蛋白质的等电点(isoelectric point)。所有的蛋白质都有自己特定的等电点，由于不带电荷，在电场中就不会移动。等电聚焦电泳(isoelectric focusing)是在丙烯酰胺凝胶两端形成电场，使含有不同等电点的两性电解质(ampholyte)在电场当中形成pH梯度，样品中所有的蛋白质在电泳时都向自己的等电点处移动，最后聚集、静止于各自的等电点。等电聚焦电泳分离效果很好。

3、双向电泳有更好的分离效果

单一方向的蛋白质电泳，不管是SDS-PAGE还是等电聚焦，都难免有许多蛋白质由于分子量或等电点的相近或相同而导致相互重叠。把等电聚焦与SDS-PAGE结合进行双向电泳能够产生十分好的分离效果。

方法是先在长条状凝胶介质中进行等电聚焦电泳，然后将凝胶条横放于聚合好的平板SDS-丙烯酰胺凝胶上再进行垂直电泳。

普通的实验室自制的凝胶进行双向电泳可以辨认千种以上不同的蛋白质，使用商业化的条状等电点疑胶及平板SOS丙烯酰胺凝胶加上相应的仪器设备，可以使分辨数量及效果大大增加。双向电泳法在蛋白质分析技术不断进步的今天，仍然被广泛应用，特别是在初步筛选、分析正常与异常组织、细胞中蛋白质表达情况方面仍有不可替代的作用。

双向电泳显现的差异蛋白质条带或点(spot), 常常用质谱技术进行进一步鉴定。单向或双向后的SDS-PAGE也可以进一步通过蛋白质印迹(Western blotting)技术检测特定目的蛋白质分子。