キャピラリー電気泳動の原理はごく単純です。細いガラス管に電気の通る（導電性のある）溶媒を入れて、分析したいものを片側から導入して電圧をかけるだけです。
電圧をかけることによって、サンプルは細いガラス管の中を流れ、その移動度が質量と電荷の違いで異なることから分析できます。つまり、電荷が質量に対して大きいものほど早くガラス管内を流れることになります。キャピラリー電気泳動の分析には大きな特徴があります。電気侵透流です。電気侵透流というのは、キャピラリー内部の壁面と溶液の間に発生する数10nmの厚さの電気二重層と呼ばれる界面によっておきるものです。電気二重層に電圧をかけると溶液全体が、壁面がマイナスを帯電していれば、陽極から陰極に流れます。電気侵透流によって、キャピラリー電気泳動では、外部からの高精度ポンプを必要とせずに分離分析を行うことが出来ます。
言い換えれば、電気侵透流が高速液体クロマトグラフィーの高精度ポンプの役割を果たすといえます。

分析化学では「出来るだけたくさんの種類の物質を分離する」が一つの目的です。溶液サンプルの中に混合されている化合物の種類を出来るだけたくさん種類分出来るかと言うことが重要な課題です。そのどれくらいたくさんの種類の化合物を一度にの分離することふぁ出来るかの指標に「理論段長さ」と呼ばれるものがあります。例えば理論段長さが２倍の分析方法は、２倍の種類の化合物の分析を行うことが出来ます。つまり10倍なら10倍の数の化合物を一挙に分析できることになります。キャピラリー電気泳動の最大の理論段数は2,000,000ぐらいです。場合によっては10,000,000ぐらいのこともあります。
一方、高速液体クロマトグラフィーの最大は10,000ぐらいです。これで、キャピラリー電気泳動がどれほど分離能力に優れているかを理解できます。特に、核酸の分析についてはキャピラリー電気泳動は高速クロマトグラフィーと比較して特に核酸の分析について、その優れた分離能力を発揮します。