Elektroforeesiprosessi käyttää sähkövarauskenttää varaavien hiukkasten erottamiseen. Sitä käytetään yleisesti biologiassa DNA- tai proteiinimolekyylien erottamiseen. Erilaisia menetelmiä voidaan käyttää erotettavien molekyylien tyypistä ja koosta riippuen, mutta kaikki menettelyt edellyttävät varauslähdettä, tukiväliainetta ja puskuriliuosta.
Kaikki elektroforeesimenettelyt erottavat molekyylit varauksen ja koon perusteella. Molekyyleihin kohdistetaan sähkökenttä, ja koska molekyylit ovat sähköisesti varautuneita, tämä johtaa molekyyleihin vaikuttavaan voimaan. Mitä suurempi molekyylin varaus, sitä suurempi sähkökentän voima ja mitä kauemmas molekyyli liikkuu tukiväliaineen läpi. Koko vaikuttaa myös siihen, kuinka pitkälle molekyyli liikkuu – suuri molekyyli ei liiku niin pitkälle kuin pieni molekyyli, jolla on sama varaus. Molekyylin varauksen ja massan suhde määrittää, kuinka pitkälle se liikkuu tukiväliaineen läpi.
Eri tyyppiset geelit ovat yleisimmin käytetty väliaine elektroforeesille. Geelit voivat olla laatta- tai putkimuodossa. Geelilaattojen avulla voidaan käyttää useita näytteitä samanaikaisesti, joten ne ovat laboratorioissa yleisimmin käytetty menetelmä. Putkigeelit mahdollistavat kuitenkin paremman näytetulosten resoluution, joten ne ovat joskus parempi valinta proteiinielektroforeesille.
Agaroosigeeli on yleinen aine, jota käytetään DNA: n ja muiden nukleiinihappojen elektroforeesiin. Agaroosi luo suuren huokosrakenteen, joten suuret molekyylit, jotka on usein ajettava geelin läpi DNA: n analysoimiseksi, voivat liikkua helpommin. Yleensä käytetään kuitenkin eri tyyppistä geeliä, jos tavoitteena on pienempien DNA -molekyylien sekvensointi. Tämä geeli, jota kutsutaan denaturoivaksi polyakryyliamidigeeliksi tai vain sekvensointigeeliksi, antaa tuloksia paljon suuremmalla resoluutiolla. Tulosten avulla tiedemies voi erottaa kaksi DNA -segmenttiä, jotka eroavat vain yhdestä emäsparista.
Akryyliamidigeelejä käytetään tyypillisesti proteiinien erottamiseen. Yleisin prosessi on nimeltään natriumdodekyylisulfaattipolyakryyliamidigeelielektroforeesi (SDS-PAGE). SDS on pesuaine, joka denaturoi proteiinit. Geeli ajetaan puskurilla, joka sisältää kerroksen vähän liikkuvia ioneja ja kerroksen suuren liikkuvuuden ioneja. Nämä kerrokset auttavat erottamaan proteiinit niiden koon mukaan. Proteiineja käytetään joskus myös natiivigeeleissä, jotka eivät denaturoi proteiineja.
Kaksi edistyneempää tekniikkaa ovat kapillaari- ja 2-D-elektroforeesi. Kapillaarimenettely pakottaa molekyylit kapillaariputken läpi sähkövarauksella ja antaa erittäin tarkkoja tuloksia. 2-D-elektroforeesi erottaa molekyylit x-akselia ja y-akselia pitkin. Molekyylit erotetaan koon mukaan yhdellä akselilla ja varauksella toisella akselilla.