L'elettroforesi bidimensionale è una tecnica che permette di separare le proteine in base al peso molecolare e alla carica.
Il procedimento utilizzato parte dall'estrazione delle proteine in un tessuto.
Le proteine poste su un striscia di un supporto polimerico a cui è applicata una corrente elettrica e in presenza di un gradiente di acidità migrano in maniera a diversa a seconda della carica elettrica, formando delle "bande".
A questo punto il supporto viene posto sul margine di un gel per elettroforesi che consente la separazione delle proteine in base al peso molecolare in seguito all'applicazione della corrente elettrica.
Il risultato finale è un gel in cui virtualmente ciascuna proteina occupa un punto nello spazio bidimensionale, ed è evidenziabile attraverso opportune colorazioni.
La tappa finale consiste nell'isolamento dal gel di ciascuno di queste proteine per effettuare l'analisi che ne consenta l'identificazione.
L'analisi può essere fatta in maniera manuale, ritagliando dei tondini di gel contenenti una sola proteina e quindi procedendo con la spettrografia di massa.
Esistono anche dei sistemi automatizzati di lettura diretta dal gel, e sistemi ancora più sofisticati che invece di limitarsi alla descrizione attraverso spettrografiadi massa, processano anche le proteine con dei tagli enzimatici e analizzano i dati ottenuti con complessi programmi al computer.
Questa tecnica ha in realtà alcuni difetti che impediscono di utilizzarla per l'analisi di proteine molto piccole o con poca carica elettrica, inoltre non è adatta per l'analisi di quelle proteine che attraversano la membrana plasmatica e che rivestono importanti ruoli in molte malattie.