Na povrchu bílkovin jsou aminokyselinové zbytky, které interagují s vodou. Tyto aminokyseliny se označují jako hydrofilní aminokyseliny a patří mezi ně arginin, lysin, kyselina asparagová a kyselina glutamová. Při pH 7 nesou postranní řetězce těchto aminokyselin náboje – pozitivní pro arginin a lysin, negativní
pro kyselinu asparagovou a kyselinu glutamovou. Se zvyšujícím se pH začínají lysin a arginin ztrácet svůj kladný náboj a při pH vyšším než přibližně 12 jsou převážně neutrální. Naopak s klesajícím pH začínají kyselina asparagová a kyselina glutamová ztrácet svůj záporný náboj a při pH nižším než 4 jsou převážně neutrální.
Povrch bílkoviny má čistý náboj, který závisí na počtu a identitě nabitých aminokyselin a na pH. Při určitém pH se kladné a záporné náboje vyrovnají a čistý náboj bude nulový. Toto pH se nazývá izoelektrický bod a u většiny proteinů se vyskytuje v rozmezí pH 5,5 až 8. Protein má nejnižší rozpustnost v izoelektrickém bodě. Pokud je na povrchu proteinu náboj, protein raději interaguje s vodou než s jinými molekulami proteinu. Díky tomuto náboji je rozpustnější. Bez čistého náboje jsou interakce mezi bílkovinami a srážením pravděpodobnější.
Rozpustnost bílkovin v krvi vyžaduje pH v rozmezí 7,35 až 7,45. Rozpustnost bílkovin v krvi se pohybuje v rozmezí 7,35 až 7,45. Správné pH pomáhá udržovat hydrogenuhličitano-uhličitanový nárazníkový systém krve (HCO 3 – + H + ↔ H 2 CO 3 ), ve kterém je hydrogenuhličitan v převaze nad kyselinou uhličitou. Vydechování oxidu uhličitého z plic způsobí, že se některé hydrogenuhličitanové ionty v krvi spojí s protony, a tím se zvýší pH. Protože je však hydrogenuhličitanových iontů a protonů nadbytek, ztráta malého počtu protonů nemá na pH významný vliv.
Bílkoviny směsí bílkovin lze oddělit pomocí techniky známé jako izoelektrická fokusace. Směs se umístí do polyakrylamidového gelu, který má gradient pH. Anoda (kladná elektroda) a katoda (záporná elektroda) jsou umístěny na nízkém, resp. vysokém konci gradientu pH. Pokud se protein nachází v oblasti s vysokým pH, je záporně nabitý a pohybuje se směrem k anodě. Jak se protein pohybuje do oblasti s nižším pH, jeho povrchový náboj se stává méně záporným a dosáhne se oblasti pH, ve které je čistý náboj proteinu nulový (izoelektrický bod). Protein se přestane pohybovat, a protože různé proteiny mají různé izoelektrické body, lze dosáhnout separace.