凝膠層析蛋白純化系統是一種根據分子大小從混合物中分離蛋白質的方法。不同蛋白的形狀及分子大小存在差異，在混合物通過含有填充顆粒的凝膠過濾層析柱時，由于各種蛋白的分子大小不同，擴散進入特定大小孔徑顆粒內的能力也各異，大的蛋白分子會被先洗脫出來，分子越小，越晚洗脫，從而達到分離蛋白的目的。一般來說，凝膠過濾層析柱越細、越長純化的效果越好。