凝膠色譜法是根據相對分子質量的大小分離蛋白質。大分子物質由於直徑較大，不易進入凝膠顆粒的微孔，而只能分佈顆粒之間，所以在洗脫時向下移動的速度較快。小分子物質除了可在凝膠顆粒間隙中擴散外，還可以進入凝膠顆粒的微孔中，即進入凝膠相內，在向下移動的過程中，從一個凝膠內擴散到顆粒間隙後再進入另一凝膠顆粒，如此不斷地進入和擴散，小分子物質的下移速度落後於大分子物質，從而使樣品中分子大的先流出色譜柱，中等分子的後流出，分子最小的最後流出。
