दो आयामी जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस तकनीक और बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमेट्री तकनीक वर्तमान में प्रोटेओमिक्स का अध्ययन करने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधियां हैं। दो आयामी जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस तकनीक विभिन्न प्रोटीन को अलग करने के लिए प्रोटीन आइसोइलेक्ट्रिक पॉइंट और आणविक वजन अंतर का उपयोग करती है। यद्यपि दो-आयामी जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस द्वारा कम बहुतायत वाले प्रोटीन को अलग करना मुश्किल है, इसमें ऑपरेशन के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं, लेकिन इसकी उच्च थ्रूपुट, अच्छा संकल्प और प्रजनन क्षमता, और बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ संयुक्त होने की इसकी विशेषताएं इसे सबसे लोकप्रिय और विश्वसनीय प्रोटेओमिक्स अनुसंधान विधियों बनाती हैं। दो आयामी जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस तकनीक और मास स्पेक्ट्रोमेट्री आधारित प्रोटेओमिक्स अनुसंधान प्रक्रियाएं नमूना तैयारी हैं→इसोइलेक्ट्रिक फोकसिंग→पोल्याक्रीलामाइड जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस→गेल दाग प्रोटीन→ निर्धारित करने के लिए पेप्टाइड्स फिंगरप्रिंट या आंशिक अमीनो एसिड सीक्वेंस→यूज डाटाबेस निर्धारित करने के लिए ब्याज→इन-जेल पाचन→मास स्पेक्ट्रोमेट्री विश्लेषण के प्रोटीन स्पॉट को बाहर निकालते हैं। प्रोटेओमिक्स अनुसंधान के लिए उच्च-संकल्प प्रोटीन पृथक्करण और सटीक और संवेदनशील मास स्पेक्ट्रोमेट्री पहचान तकनीकों की आवश्यकता होती है। जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में प्रोटीन का रंग न केवल प्रोटीन पृथक्करण के संकल्प को प्रभावित करता है, बल्कि बाद में बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमेट्री पहचान को भी प्रभावित करता है। प्रोटीन धुंधला चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: कार्बनिक अभिवाक धुंधला, चांदी धुंधला, फ्लोरोसेंट धुंधला और आइसोटोप रंगाई।
Unlu et al. एक फ्लोरेसेंस अंतर प्रदर्शन दो आयामी इलेक्ट्रोफोरेसिस (एफ-2डी-DIGE) मात्रात्मक प्रोटेओमिक्स विश्लेषण विधि का प्रस्ताव किया । अंतर जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस (DIGE) 2-डीई का एक तकनीकी सुधार है। यह कई फ्लोरेसेंस विश्लेषण की विधि को जोड़ती है। यह एक ही जेल पर विभिन्न फ्लोरेसेंस के साथ लेबल किए गए कई नमूनों को अलग करता है और आंतरिक अंतर्निहित अवधारणा का परिचय देता है। दो नमूनों में प्रोटीन को दो नमूनों में प्रोटीन की अभिव्यक्ति का पता लगाने के लिए 2-डे करने के लिए विभिन्न फ्लोरोसेंट लेबल के साथ मिलाया जाता है, जो परिणामों की सटीकता, विश्वसनीयता और पुनरावृत्ति में काफी सुधार करता है। DIGE प्रौद्योगिकी में, प्रत्येक प्रोटीन स्पॉट का अपना आंतरिक मानक होता है, और सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से प्रत्येक प्रोटीन स्पॉट के आंतरिक मानक के अनुसार अपनी अभिव्यक्ति को जांचकर सकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि पता लगाया गया प्रोटीन बहुतायत परिवर्तन सच हैं। विभिन्न नमूनों में डीआईजीई तकनीक लागू की गई है।