Η διαδικασία της ηλεκτροφόρησης χρησιμοποιεί ένα πεδίο ηλεκτρικού φορτίου για να διαχωρίσει τα φορτισμένα σωματίδια. Χρησιμοποιείται συνήθως στη βιολογία για τον διαχωρισμό μορίων DNA ή πρωτεΐνης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες διαδικασίες, ανάλογα με τον τύπο και το μέγεθος των μορίων που πρόκειται να διαχωριστούν, αλλά όλες οι διαδικασίες απαιτούν μια πηγή φορτίου, ένα μέσο υποστήριξης και ένα ρυθμιστικό διάλυμα.
Όλες οι διαδικασίες ηλεκτροφόρησης διαχωρίζουν τα μόρια με βάση το φορτίο και το μέγεθός τους. Ένα ηλεκτρικό πεδίο εφαρμόζεται στα μόρια και δεδομένου ότι τα μόρια είναι ηλεκτρικά φορτισμένα, αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια δύναμη που ασκείται στα μόρια. Όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο του μορίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που ασκείται από το ηλεκτρικό πεδίο και τόσο μακρύτερα θα κινηθεί το μόριο μέσω του μέσου στήριξης. Το μέγεθος επηρεάζει επίσης πόσο μακριά θα κινηθεί ένα μόριο — ένα μεγάλο μόριο δεν θα κινηθεί τόσο μακριά όσο ένα μικρό μόριο με το ίδιο φορτίο. Η αναλογία φορτίου προς μάζα για ένα μόριο καθορίζει πόσο μακριά κινείται μέσα από το μέσο υποστήριξης.
Διάφοροι τύποι πηκτωμάτων είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο μέσο υποστήριξης για ηλεκτροφόρηση. Τα τζελ μπορεί να είναι σε μορφή πλάκας ή σωλήνα. Οι πλάκες gel επιτρέπουν την ταυτόχρονη εκτέλεση πολλών δειγμάτων, επομένως είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος στα εργαστήρια. Τα τζελ σωληναρίων, ωστόσο, επιτρέπουν καλύτερη ανάλυση των αποτελεσμάτων του δείγματος, επομένως μερικές φορές αποτελούν καλύτερη επιλογή για ηλεκτροφόρηση πρωτεϊνών.
Η γέλη αγαρόζης είναι μια κοινή ουσία που χρησιμοποιείται για την ηλεκτροφόρηση του DNA και άλλων νουκλεϊκών οξέων. Η αγαρόζη δημιουργεί μια δομή μεγάλου πόρου, έτσι τα μεγάλα μόρια που συχνά πρέπει να περάσουν μέσα από το πήκτωμα για να αναλυθεί το DNA μπορούν να μετακινηθούν πιο εύκολα. Ωστόσο, ένας διαφορετικός τύπος γέλης χρησιμοποιείται εάν ο στόχος είναι η αλληλούχιση μικρότερων μορίων DNA. Αυτό το τζελ, που ονομάζεται μετουσιωτική γέλη πολυακρυλαμιδίου ή απλώς γέλη αλληλούχισης, δίνει αποτελέσματα με πολύ υψηλότερη ανάλυση. Τα αποτελέσματα επιτρέπουν σε έναν επιστήμονα να διακρίνει μεταξύ δύο τμημάτων DNA που διαφέρουν μόνο κατά ένα ζεύγος βάσεων.
Τα πηκτώματα ακρυλαμιδίου χρησιμοποιούνται τυπικά για διαχωρισμό πρωτεϊνών. Η πιο κοινή διαδικασία ονομάζεται ηλεκτροφόρηση γέλης πολυακρυλαμιδίου δωδεκυλθειικού νατρίου (SDS-PAGE). Το SDS είναι ένα απορρυπαντικό που μετουσιώνει τις πρωτεΐνες. Το πήκτωμα λειτουργεί με ένα ρυθμιστικό διάλυμα που περιέχει ένα στρώμα ιόντων χαμηλής κινητικότητας και ένα στρώμα ιόντων υψηλής κινητικότητας. Αυτά τα στρώματα βοηθούν στο διαχωρισμό των πρωτεϊνών ανάλογα με το μέγεθός τους. Οι πρωτεΐνες επίσης μερικές φορές εκτελούνται σε φυσικές γέλες, οι οποίες δεν μετουσιώνουν τις πρωτεΐνες.
Δύο ακόμη προηγμένες τεχνικές είναι η τριχοειδής και η 2-D ηλεκτροφόρηση. Η τριχοειδής διαδικασία ωθεί τα μόρια μέσω ενός τριχοειδούς σωλήνα με το ηλεκτρικό φορτίο και δίνει αποτελέσματα υψηλής ακρίβειας. Η 2-D ηλεκτροφόρηση διαχωρίζει τα μόρια κατά μήκος ενός άξονα x και ενός άξονα y. Τα μόρια διαχωρίζονται κατά μέγεθος κατά μήκος ενός άξονα και κατά φορτίο κατά μήκος του άλλου άξονα.