2-Dの電気泳動は最初の次元の電気泳動から始まり、次に第二次元でelectropherogramを作成するために最初から分子を垂直に分けます。 第一次元の電気泳動では、分子はそれらの等電点に従って直線的に分離される。 第二の次元では、分子は、分子量に応じて第一の電気泳動図から90度で分離される。 二つの分子が二つの異なる特性において類似している可能性は低いので、分子は1-D電気泳動よりも2-D電気泳動でより効果的に分離される。
この技術を用いてタンパク質が分離される二次元は、等電点、天然状態のタンパク質複合体質量、またはタンパク質質量であり得る。
等電点によるタンパク質の分離は等電点焦点（IEF）と呼ばれています。 これにより、ｐＨ勾配がゲルに印加され、ゲルを横切って電位が印加され、一方の端が他方の端よりも正になる。 それらの等電点以外のすべてのpH値では、タンパク質が帯電する。 それらが正に帯電している場合、それらはゲルのより負の端に向かって引っ張られ、それらが負に帯電している場合、それらはゲルのより正の端に引 最初の次元で適用された蛋白質はゲルに沿って動き、等電点で集まる;すなわち、蛋白質の全面的な充満が0であるポイント（中立電荷）。
細胞内のタンパク質の機能を解析するためには、それらの協力に関する知識が不可欠です。 ほとんどの場合、タンパク質は完全に機能するように複合体で一緒に作用する。 細胞のこのサブオルガネラ組織の分析は、タンパク質複合体のネイティブ状態を保存する技術を必要とします。 天然のポリアクリルアミドゲル電気泳動（native PAGE）では、タンパク質は天然の状態にとどまり、それぞれその質量および複合体の質量に続いて電場中で分離される。 IEFのように正味の電荷ではなくサイズによる分離を得るために、Coomassie Brilliant Blueまたはlithium dodecyl sulfateを使用して追加の電荷をタンパク質に転送します。 最初の次元の完了の後で複合体は複合体が構成される蛋白質が固まりによって分かれている第二次元の変性SDS-PAGEの適用によって破壊されます。
タンパク質を質量で分離する前に、他の試薬（1-DのSDS-PAGE）とともにドデシル硫酸ナトリウム（SDS）で処理する。 これはタンパク質を変性させ（すなわち、それらを長くまっすぐな分子に展開させる）、タンパク質の長さにほぼ比例する多数のSDS分子を結合させる。 タンパク質の長さ（展開されたとき）はその質量にほぼ比例するので、これはタンパク質の質量にほぼ比例した数のSDS分子を結合すると言うことと同 ＳＤＳ分子は負に帯電しているので、この結果、すべてのタンパク質が互いにほぼ同じ質量対電荷比を有することになる。 さらに、タンパク質は電荷を持たないときには移動しない(等電点集束ステップの結果)ので、SDS中のタンパク質のコーティング(負に帯電した)は、第2次元のタンパク質の移動を可能にする(SDS-PAGE、帯電しているため、第1次元での使用には互換性がなく、非イオン性または双性イオン性洗剤を使用する必要がある)。第2次元では、電位が再び印加されるが、第1フィールドから90度の角度で印加される。 タンパク質は、それらの質量対電荷比に比例して（SDSが負に帯電しているため）ゲルのより正の側に引き寄せられる。 前に説明したように、この比率はすべてのタンパク質でほぼ同じになります。 タンパク質の進行は摩擦力によって遅くなります。 従ってゲルは分子篩のように流れが適用されるとき機能しま、ふるいを通り、ゲルのより低い地域に達できるゲルおよびより小さい蛋白質でより高