Proses elektroforesis menggunakan medan muatan listrik untuk memisahkan partikel bermuatan. Ini biasanya digunakan dalam biologi untuk memisahkan molekul DNA atau protein. Berbagai prosedur dapat digunakan, tergantung pada jenis dan ukuran molekul yang akan dipisahkan, tetapi semua prosedur memerlukan sumber muatan, media pendukung, dan larutan penyangga.
Semua prosedur elektroforesis memisahkan molekul berdasarkan muatan dan ukurannya. Medan listrik diterapkan pada molekul, dan karena molekul bermuatan listrik, ini menghasilkan gaya yang bekerja pada molekul. Semakin besar muatan molekul, semakin besar gaya yang diberikan oleh medan listrik dan semakin jauh molekul akan bergerak melalui media pendukung. Ukuran juga mempengaruhi seberapa jauh molekul akan bergerak — molekul besar tidak akan bergerak sejauh molekul kecil dengan muatan yang sama. Rasio muatan terhadap massa untuk sebuah molekul menentukan seberapa jauh ia bergerak melalui media pendukung.
Berbagai jenis gel merupakan media pendukung yang paling umum digunakan untuk elektroforesis. Gel dapat berbentuk lempengan atau tabung. Gel slab memungkinkan banyak sampel dijalankan pada saat yang bersamaan, sehingga merupakan metode yang paling umum digunakan di laboratorium. Gel tabung, bagaimanapun, memungkinkan resolusi yang lebih baik dari hasil sampel, sehingga kadang-kadang merupakan pilihan yang lebih baik untuk elektroforesis protein.
Gel agarosa adalah zat yang umum digunakan untuk elektroforesis DNA dan asam nukleat lainnya. Agarosa menciptakan struktur pori yang besar, sehingga molekul besar yang sering harus dijalankan melalui gel untuk menganalisis DNA dapat bergerak lebih mudah. Jenis gel yang berbeda biasanya digunakan jika tujuannya adalah mengurutkan molekul DNA yang lebih kecil. Gel ini, yang disebut gel poliakrilamida denaturasi atau hanya gel sekuensing, memberikan hasil dengan resolusi yang jauh lebih tinggi. Hasilnya memungkinkan seorang ilmuwan untuk membedakan antara dua segmen DNA yang berbeda hanya dengan satu pasangan basa.
Gel akrilamida biasanya digunakan untuk pemisahan protein. Proses yang paling umum disebut Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE). SDS adalah deterjen yang mendenaturasi protein. Gel dijalankan dengan buffer yang mengandung lapisan ion mobilitas rendah dan lapisan ion mobilitas tinggi. Lapisan ini membantu memisahkan protein menurut ukurannya. Protein juga terkadang dijalankan dalam gel asli, yang tidak mengubah sifat protein.
Dua teknik yang lebih maju adalah elektroforesis kapiler dan 2-D. Prosedur kapiler memaksa molekul melalui tabung kapiler dengan muatan listrik dan memberikan hasil yang sangat akurat. Elektroforesis 2-D memisahkan molekul sepanjang sumbu x dan sumbu y. Molekul-molekul dipisahkan menurut ukuran di sepanjang satu sumbu dan menurut muatan di sepanjang sumbu lainnya.