凝膠層析是一種利用試樣分子的尺寸和形狀差異進行分離的方法。該方法使用化學惰性的多孔凝膠作為固定相，類似于分子篩但孔徑更大。凝膠內部含有不同大小的孔穴，大體積分子無法進入孔穴中而被阻擋，從而較早地被洗脫；中等體積的分子部分滲透；而小分子可以完全滲透進入凝膠內部，最后被洗脫。可以看出，樣品分子基本上按照其分子大小的不同排阻先后流出。