雙向凝膠電泳由O'Farrel以及Klose和Scheele等人于1975年發明的,原理是第1向基于蛋白質的等電點不同用等電聚焦分離,具有相同等電點的蛋白質無論其分子大小,在電場的作用下都會用聚焦在某一特定位置即等電點處;第2向則按分子量的不同用SDS-PAGE分離,把復雜蛋白混合物中的蛋白質在二維平面上分開。
近年來經過多方面改進已成為研究蛋白質組的最有使用價值的核心方法。