Fragmenty DNA umieszcza się w żelu. Następnie przykłada się prąd elektryczny. Fragmenty migrują w żelu, przy czym mniejsze fragmenty poruszają się szybciej niż większe. Po kilku godzinach fragmenty są rozdzielane według wielkości. To jest elektroforeza żelowa, technika, która jest podstawą biologii molekularnej od lat 70. XX wieku.

Żel jest zazwyczaj agarozowy w przypadku DNA lub poliakrylamidowy w przypadku białek. Żel działa jak sito molekularne. Pole elektryczne kieruje ujemnie naładowane DNA w kierunku elektrody dodatniej. Rozmiar porów żelu determinuje zakres rozdziału. Po elektroforezie fragmenty są uwidoczniane za pomocą barwnika lub barwnika fluorescencyjnego. Rezultatem jest wzór pasm, z których każdy odpowiada fragmentowi o określonej wielkości.

Elektroforeza żelowa jest wykorzystywana do wielu celów. Sprawdza wielkość fragmentów DNA po PCR lub trawieniu restrykcyjnym. Rozdziela białka do Western blottingu. Analizuje odciski DNA w celach kryminalistycznych. Diagnozuje choroby genetyczne poprzez wykrywanie nieprawidłowych wzorów fragmentów. Jest prosta, tania i dostarcza wielu informacji.

Ta technika ma swoje ograniczenia. Jest powolna. Działa jakościowo lub półilościowo. Nie pozwala na rozróżnienie bardzo dużych fragmentów. Pozostaje jednak podstawowym narzędziem laboratorium i często stanowi pierwszy krok w dłuższej analizie.