Fragmenty DNA se umístí do gelu. Aplikuje se elektrický proud. Fragmenty migrují gelem, přičemž menší fragmenty se pohybují rychleji než větší. Po několika hodinách se fragmenty oddělí podle velikosti. To se nazývá gelová elektroforéza, technika, která je základem molekulární biologie od 70. let 20. století.

Gel je obvykle agarózový pro DNA nebo polyakrylamidový pro proteiny. Gel funguje jako molekulární síto. Elektrické pole žene negativně nabitou DNA směrem k pozitivní elektrodě. Velikost pórů gelu určuje rozsah separace. Po elektroforéze jsou fragmenty vizualizovány barvivem nebo fluorescenčním barvivem. Výsledkem je vzor pásů, z nichž každý odpovídá fragmentu určité velikosti.

Gelová elektroforéza se používá k mnoha účelům. Kontroluje velikost fragmentů DNA po PCR nebo restrikčním štěpení. Separuje proteiny pro Western blotting. Analyzuje DNA otisky prstů pro forenzní identifikaci. Diagnostikuje genetické poruchy detekcí abnormálních vzorů fragmentů. Je jednoduchá, levná a informativní.

Tato technika má svá omezení. Je pomalá. Je kvalitativní nebo semikvantitativní. Nedokáže rozlišit velmi velké fragmenty. Přesto zůstává laboratorním pracantem a často je prvním krokem v delší analýze.