Das Ziel der Gelelektrophorese ist es, DNA-Fragmente aufgrund ihrer Größe bzw. Länge voneinander zu trennen . Dies kann zum Beispiel zum Nachweis einer Genvariante oder für einen Vaterschaftstest verwendet werden. Der Einsatz dieser Methode ist sehr umfangreich und aus Forschungslaboren nicht mehr wegzudenken.

Zunächst wird die DNA durch bestimmte Restriktionsenzyme zerschnitten. Diese schneiden immer an einer ganz speziellen Sequenz. Bei der Gelelektrophorese entstehen dadurch "stumpfe Enden", um zu verhindern, dass sich die Enden wieder neu verbinden. Da die menschliche DNA sehr lang ist, besitzt sie mehrere Stellen, an denen solche Restriktionsenzyme schneiden können. Somit erhält man viele DNA-Fragmente unterschiedlicher Länge. Um herauszufinden, wie lang die Stücke sind, benötigt man die Gelelektrophorese. Dazu wird die DNA zunächst angefärbt, damit sie sichtbar wird und dann in kleine Taschen eines Agarosegels pipettiert. Agarose ist eine Stärke, die ein Gel bildet.

Nun wird das Gel mit der DNA in eine Pufferlösung gelegt und an ein elektrisches Feld angeschlossen. Da die DNA negativ geladen ist, wandert sie zum positiven Pol. Durch das Gel wandert sie jedoch nur sehr langsam. Man kann sich das Gel wie eine Art dreidimensionales Gitter vorstellen, welches die Fragmente bremst. Somit wandern kleine Fragmente schneller als große. Man lässt das Gel etwa 30 - 60 Minuten "laufen". DNA-Fragmente der gleichen Länge ordnen sich an der gleichen Stelle an und bilden somit das typische Bandenmuster.

Häufig läuft vor einer Gelelektrophorese eine PCR ab, da das vorhandene Erbgut selten in der Menge ausreicht. Es würden keine deutlichen Streifen in dem Gel sichtbar sein, weshalb vorher das Material vervielfältigt wird. Um eine valide Aussagen treffen zu können, benötigt man immer den Vergleich mit anderen DNA-Stücken bekannter Größe. Auch zum Beispiel bei Vaterschaftstests.