Inom biokemi är kapillärelektrofores en teknik som används för att separera molekyler efter deras storlek och elektriska laddning. Det kallas också ofta för kapillärzonelektrofores eller kapillärgelelektrofores. Kapillärelektroforesanalys bygger på principen att molekyler har olika elektriska laddningar och olika vikter. Sålunda, när molekyler i ett substrat utsätts för ett elektriskt fält, kommer olika molekyler att röra sig i olika riktningar och med olika hastigheter inom substratet.
När ett substrat har ett elektriskt fält applicerat på sig med hjälp av en elektrod i vardera änden av fältet, kommer positivt laddade molekyler att röra sig mot den negativa elektroden och negativt laddade molekyler kommer att röra sig mot den positiva elektroden. Den relativa hastighet med vilken molekylen kommer att röra sig genom substratet bestäms av en egenskap som kallas molekylens hydrodynamiska storlek. Den hydrodynamiska storleken på en molekyl beror på två faktorer, dess massa och styrkan hos dess positiva eller negativa laddning. En stor molekyl med en stark positiv laddning tenderar att röra sig relativt snabbt mot den negativa elektroden i ett elektriskt fält. En liten molekyl med en svag negativ laddning tenderar att röra sig mycket långsammare mot den positiva elektroden i ett elektriskt fält.
När en laddning har applicerats på ett prov under en viss tid, och molekylerna som analyseras har separerats, är det nödvändigt att visa forskaren var de olika molekylerna finns i substratet. I många moderna kapillärelektroforessystem uppnås detta med ultraviolett (UV) ljus. UV-belysningen kan visa en användare den fysiska vägen som har spårats av en molekyl, eller en uppsättning molekyler, genom substratet. I andra system behandlas molekylerna som ska analyseras först med kemikalier för att ge dem en fluorescerande egenskap. Fluorescerande detektionsmetoder kan vara mycket känsliga, men är inte lämpliga för alla typer av molekyler.
Tillämpningarna av kapillärelektrofores inom vetenskapen är många och varierande. Kapillärelektroforessekvensering är en process, som särskilt används av genetiker, där kapillärelektrofores används för att analysera molekyler av det genetiska materialet Deoxyribo Nucleic Acid (DNA). Livsmedelsforskare kan använda kapillärelektroforesproteinanalys för att bestämma matens olika proteininnehållsegenskaper. Inom medicinsk forskning har denna process många tillämpningar, såsom analys av antikroppar och studiet av hur de binder till andra molekyler.