Des fragments d'ADN sont déposés sur un gel. Un courant électrique est appliqué. Les fragments migrent à travers le gel, les plus petits se déplaçant plus rapidement que les plus grands. Après quelques heures, les fragments sont séparés selon leur taille. C'est l'électrophorèse sur gel, une technique fondamentale de la biologie moléculaire depuis les années 1970.

Le gel utilisé est généralement de l'agarose pour l'ADN ou du polyacrylamide pour les protéines. Il agit comme un tamis moléculaire. Le champ électrique attire l'ADN, chargé négativement, vers l'électrode positive. La taille des pores du gel détermine la gamme de séparation. Après électrophorèse, les fragments sont visualisés par coloration ou marquage fluorescent. On obtient ainsi un profil de bandes, chacune correspondant à un fragment de taille spécifique.

L'électrophorèse sur gel est utilisée à de nombreuses fins. Elle permet de vérifier la taille des fragments d'ADN après PCR ou digestion par enzymes de restriction. Elle sépare les protéines pour le Western blot. Elle analyse les empreintes génétiques à des fins d'identification médico-légale. Elle permet de diagnostiquer les maladies génétiques en détectant des profils de fragments anormaux. C'est une technique simple, peu coûteuse et riche en informations.

Cette technique présente des limites. Elle est lente, qualitative ou semi-quantitative, et ne permet pas de résoudre de très grands fragments. Elle demeure néanmoins un outil essentiel du laboratoire et constitue souvent la première étape d'une analyse plus approfondie.