在生物大分子中(如蛋白质、核酸、多糖等),大多数都是存在带电荷的阳离子/阴离子基团,这些基团常以颗粒分散在溶液中,它们的静电荷取决于介质的H+浓度或其他大分子的相互作用;在人为的直流电场中,这些带电颗粒向电泳仪器的阴极或者阳极移动,移动方向和速度与它们所带电荷类型和大小以及电场方向相关,不同的带电粒子在电场的作用下,移动速度或者不同,逐渐会在电泳载体(一般是凝胶)上分离开来,实现生物分子的分离或提纯,从而便于进一步的实验研究。
电泳的样品支持物(即样品的电泳载体),生物实验大多是凝胶,起到分子筛的作用,一般常用的凝胶有琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)。