Przed lub podczas elektroforezy można wystawić białka na działanie detergentu SDS, który je denaturuje, niszczy czwartorzędową strukturę białka (powoduje dysocjację tworzących je łańcuchów polipeptydowych), a także trzeciorzędową strukturę białka (sprawia, że nabierają struktury liniowej) i nadaje ujemny ładunek. Jedynym czynnikiem wpływającym na tempo migracji białek w elektroforezie w żelu poliakrylamidowym w obecności SDS jest długość łańcucha (co jest powiązane z jego masą).
O ile za pomocą elektroforezy z zastosowaniem SDS można rozdzielić białka różniące się masą, tak w przypadku podobnych mas można wykorzystać różnice w wypadkowym ładunku elektrycznym. Pozwala na to dwuwymiarowa elektroforeza żelowa, w której białka najpierw rozdzielane są ze względu na ładunek, a w drugim etapie ze względu na masę. Zdenaturowane przez stężony mocznik białka przemieszczają się w żelu o gradiencie pH uzyskanym przez zastosowanie amfolitów i zatrzymują się w miejscu, gdzie pH równe jest ich punktowi izoelektrycznemu. Wtedy ich wypadkowy ładunek wynosi zero i nie mogą się dalej przemieszczać w polu elektrycznym. Technika ta nazywana jest ogniskowaniem izoelektrycznym. Tak rozdzielone białka mogą być dalej rozdzielane ze względu na swoją masę. Żel ten można umieścić na żelu poliakrylamidowym i przeprowadzić elektroforezę w obecności SDS.