Dans cette technique, l'antigène et l'anticorps diffusent dans un gel d'agarose aqueux. Dans les zones de réaction entre l'antigène et l'anticorps, des arcs de précipitation sont formés qui peuvent être colores. Cette méthode est particulièrement adaptée à la détection d'antigènes inconnus, qui peut être fondée sur le principe de symétrie des profils de précipation. En cas de similarité de deux antigènes, les arcs de précipitation fusionnent alors qu'elles se croisent pour deux antigènes différents ; en cas de similarité partielle, on observe la formation d'un «éperon».
À un pH donné (par exemple pH 8,2 pour les antigènes nucléaires solubles ou ENA), l'antigène et l'anticorps possèdent des charges différentes et migrent en sens opposé dans un champ électrique. Si le sérum du patient analysé contient des anticorps contre l'antigène évalué, des complexes immuns se forment au point de rencontre. Ces complexes sont détectables sous forme d'arcs de précipitation colorés.
Cette méthode est une combinaison de l'électrophorèse des protéines et de l'immuno-précipitation. L'échantillon et un standard de référence sont d'abord séparés par électrophorèse. Puis on fait diffuser un antisérum perpendiculairement à la séparation électrophorétique. Dans la région d'équivalence, la formation de complexes immuns mène à l'apparition de lignes de précipitation précises. L'intensité, la forme et l'endroit des arcs de précipitation servent à identifier les protéines.
L'immuno-électrophorèse est appliquée en cas de suspicion de gammapathies mono- ou polyclonales. Les immunoglobulines polyclonales sont distribuées de façon homogène dans la fraction des gammaglobulines après séparation électrophétique. En revanche, les immunoglobulines monoclonales forment un pic local dans la fraction des gammaglobulines (gradient M) ; ce dernier se manifeste sous forme d'incurvation dans l'arc de précipitation.
Dans cette technique, on fait migrer les antigènes dans un gel contenant des anticorps vers l'anode. On observe la formation de précipitations étalées et incurvées (fusées, «rockets») qui peuvent être colorées. Si une préparation d'antigène de référence est analysée simultanément cette technique permet de déterminer la concentration de l'antigène.