將DNA片段放入凝膠中，施加電流。片段會在凝膠中遷移，較小的片段比大的片段移動得更快。幾個小時後，片段會依大小分開。這是凝膠電泳，這項技術自1970年代以來一直是分子生物學的主要技術之一。

凝膠通常使用瓊脂糖凝膠（用於DNA）或聚丙烯醯胺凝膠（用於蛋白質）。凝膠起到分子篩的作用。電場驅動帶負電荷的DNA向正極移動。凝膠的孔徑決定了分離範圍。電泳後，以染色劑或螢光染料對DNA片段進行顯色。最後得到一系列條帶，每條條帶對應於特定大小的DNA片段。

凝膠電泳用途廣泛。它可以檢測PCR或限制性內切酶消化後DNA片段的大小；可以分離蛋白質用於蛋白質印跡分析；可以分析DNA指紋圖譜用於法醫鑑定；也可以透過檢測異常片段模式來診斷遺傳疾病。它操作簡便、成本低廉且資訊豐富。

這項技術有其限制。它速度慢，只能進行定性或半定量分析，也無法分辨非常大的碎片。但它仍然是實驗室的主力工具，通常是更複雜分析的第一步。