离子交换层析法是利用带电离子基团的凝胶或纤维素，吸附带有相反电荷的蛋白质抗原。常用离子交换剂有：具有离子交换基团的纤维素、交联葡萄糖、聚丙烯酰胺等。洗脱时，逐渐增加流动相（洗脱液）的离子强度，加入的离子与蛋白竞争凝胶或纤维素上的电荷位点，从而使不同等电点的蛋白质分别与离子交换剂解离。常用于蛋白质分离的离子交换剂有离子交换凝胶、离子交换纤维素和离子交换树脂。