雙向凝膠電泳的原理是第一向基于蛋白質的等電點不同用等電聚焦分離，第二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。
雙向電泳成功的關鍵在于建立一套有效的、可重復的樣品制備方法。樣品制備的影響因素包括蛋白質的溶解性、分子量、電荷數及等電點等。對于不同的樣品性質及研究目的。其方法也不盡相同。不同的樣品性質。 用于樣品處理的緩沖液必須在低離子強度的基礎上．既能保持蛋白質的天然電荷。又能維持其溶解性。因此．絕大多數樣品往往都需要通過多次實驗才能摸索到最適宜的條件。