毛细管凝胶电泳（capillarygeleletrophoresis,CGE）是20世纪80年代后期发展起来的毛细管电泳的主要分离模式之一。它将凝胶电泳对生物大分子的高效分离能力和毛细管电泳的快速、微量和定量分析相结合。成为当今分离度极高的一种电泳分离技术。

在CZE中，荷电粒子的分离主要是基于它的质荷比不同，而在CGE中，溶质的分离依赖于溶质的净电荷性质和分子大小两个因素。凝胶的网络结构对溶质具有分子筛作用，当带电溶质通过聚合物网络时，产生了阻碍，溶质分子越大，阻碍越大。尤其是对那些质荷比不随分子大小而变的大分子，如DNA或SDS-蛋白质复合物，没有凝胶的筛分作用就不能分离。

毛细管内充的筛分剂，可分为凝胶材料和非凝胶材料两类。凝胶材料是指以化学共价或交联方式形成的胶状多孔物质，成型后很难改变，如聚丙烯酰胺凝胶、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶等；非凝胶材料则是指缠绕的聚合物以物理方式组成的物质，较易随容器不同而改变形状，如甲基纤维素、未交联的聚丙烯胺。毛细管内的凝胶因其黏度大，抗对流的性质，使溶质扩散少，限制了组分的谱带展宽，所以电泳峰尖锐，柱效极高；又因溶质与凝胶可形成络合物，而增加了分离度，防止了溶质在毛细管壁的吸附，并减少了电渗流，因此毛细管凝胶电泳有可能使组分在短柱上实现极好的分离。此外，它的试样容量为10-12g，易于定量，可以自动化，也可用于大分子物质的微制备和馏分收集。其主要缺点是制备柱较困难，寿命短。

CGE在分子生物学和蛋白质化学上有着十分广泛的应用。在分子生物学上实现了包括寡聚核苷酸纯化、反应基因疗法、DNA测序和PCR产物的分析，在蛋白质化学方面用于多肤和蛋白质分子的相对分子质量测定，原蛋白和SDS结合蛋白的分离等。另外，CGE还可用于其他带电物质的分离，并可通过加入添加剂如手性添加剂、离子对试剂、络合试剂等改变分离的选择性。