原理
通常第一維電泳是等電聚焦，在細管中（φ1～3 mm）中加入含有兩性電解質、8M的脲以及非離子型去污劑的聚丙烯醯胺凝膠進行等電聚焦，變性的蛋白質根據其等電點的不同進行分離。而後將凝膠從管中取出，用含有SDS的緩衝液處理30 min，使SDS與蛋白質充分結合。將處理過的凝膠條放在SDS－聚丙烯醯胺凝膠電泳濃縮膠上，加入丙烯醯胺溶液或熔化的瓊脂糖溶液使其固定並與濃縮膠連線。在第二維電泳過程中，結合SDS的蛋白質從等電聚焦凝膠中進入SDS－聚丙烯醯胺凝膠，在濃縮膠中被濃縮，在分離膠中依據其分子量大小被分離。
這樣各個蛋白質根據等電點和分子量的不同而被分離、分布在二維圖譜上。細胞提取液的二維電泳可以分辨出1000～2000個蛋白質，有些報導可以分辨出5000～10000個斑點，這與細胞中可能存在的蛋白質數量接近。由於二維電泳具有很高的解析度，它可以直接從細胞提取液中檢測某個蛋白。
例如將某個蛋白質的mRNA轉入到青蛙的卵母細胞中，通過對轉入和未轉入細胞的提取液的二維電泳圖譜的比較，轉入mRNA的細胞提取液的二維電泳圖譜中應存在一個特殊的蛋白質斑點，這樣就可以直接檢測mRNA的翻譯結果。二維電泳是一項很需要技術並且很辛苦的工作。目前已有一些計算機控制的系統可以直接記錄並比較複雜的二維電泳圖譜。
