SDS電泳技術首先在1967年由Shapiro建立，1969年由Weber和Osborn進一步完善。當在樣品介質和聚丙烯酰胺凝膠系統中加入SDS后，則蛋白質分子的電泳遷移率主要取決于它的分子量大小，其它因素可以忽略不計。

SDS是一種陰離子去污劑，它能破壞蛋白質分子之間以及其它物質分子之間的非共價鍵。在強還原劑如巰基乙醇或二硫蘇糖醇的存在下，蛋白質分子內的二硫鍵被打開并解聚成多肽鏈。

解聚后的蛋白質分子與SDS充分結合形成帶負電荷的蛋白質-SDS復合物，復合物所帶的負電荷大大超過了蛋白質分子原有的電荷量，這就消除了不同蛋白質分子之間原有的電荷差異，蛋白質-SDS復合物在溶液中的形狀像一個長橢圓棒。

橢圓棒的短軸對不同的蛋白質亞基-SDS復合物基本上是相同的（約18μm），但長軸的長度則與蛋白質分子量的大小成正比，因此這種復合物在SDS-PAGE系統中的電泳遷移率不再受蛋白質原有電荷的影響，而主要取決于橢圓棒的長軸長度即蛋白質及其亞基分子量的大小。當蛋白質的分子量在15-200kD之間時，電泳遷移率與分子量的對數呈線性關系。由此可見，SDS-PAGE不僅可以分離鑒定蛋白質，而且可以根據遷移率大小測定蛋白質亞基的分子量。