Na powierzchniach białek znajdują się reszty aminokwasowe, które oddziałują z wodą. Aminokwasy te są określane jako aminokwasy hydrofilowe i obejmują argininę, lizynę, kwas asparaginowy i kwas glutaminowy. W pH 7 łańcuchy boczne tych aminokwasów mają ładunki – dodatnie dla argininy i lizyny, ujemne
dla kwasu asparaginowego i kwasu glutaminowego. Wraz ze wzrostem pH lizyna i arginina zaczynają tracić swój dodatni ładunek, a przy pH większym niż około 12 są głównie obojętne. W przeciwieństwie do tego, wraz ze spadkiem pH, kwas asparaginowy i kwas glutaminowy zaczynają tracić swój ładunek ujemny, a przy pH poniżej 4 są głównie obojętne.
Powierzchnia białka ma ładunek netto, który zależy od liczby i tożsamości naładowanych aminokwasów, a także od pH. Przy określonym pH ładunki dodatnie i ujemne równoważą się i ładunek netto wynosi zero. To pH nazywane jest punktem izoelektrycznym, a dla większości białek występuje w zakresie pH od 5,5 do 8. Białko ma najniższą rozpuszczalność w swoim punkcie izoelektrycznym. Jeśli na powierzchni białka znajduje się ładunek, białko woli oddziaływać z wodą niż z innymi cząsteczkami białka. Ładunek ten sprawia, że jest ono bardziej rozpuszczalne. Bez ładunku netto, interakcje białko-białko i wytrącanie są bardziej prawdopodobne.
Rozpuszczalność białek we krwi wymaga pH w zakresie od 7,35 do 7,45. W utrzymaniu prawidłowego pH pomaga układ buforowy krwi wodorowęglanowo-kwas węglowy (HCO 3 – + H + ↔ H 2 CO 3 ), w którym wodorowęglan występuje w nadmiarze w stosunku do kwasu węglowego. Wydychanie dwutlenku węgla z płuc powoduje, że część jonów wodorowęglanowych we krwi łączy się z protonami, a to spowodowałoby podwyższenie pH. Jednakże, ponieważ istnieje nadmiar jonów wodorowęglanowych i protonów, utrata niewielkiej liczby protonów nie wpływa znacząco na pH.
Białka mieszanin białkowych mogą być rozdzielone przy użyciu techniki znanej jako ogniskowanie izoelektryczne. Mieszanina jest umieszczana w żelu poliakrylamidowym, który ma gradient pH. Anoda (elektroda dodatnia) i katoda (elektroda ujemna) są umieszczone odpowiednio na niskich i wysokich końcach gradientu pH. Jeśli białko znajduje się w obszarze wysokiego pH, będzie naładowane ujemnie i będzie poruszać się w kierunku anody. W miarę przesuwania się białka do regionu o niższym pH, jego ładunek powierzchniowy będzie stawał się mniej ujemny i zostanie osiągnięty region pH, w którym ładunek netto białka wynosi zero (punkt izoelektryczny). Białko przestanie się poruszać, a ponieważ różne białka mają różne punkty izoelektryczne, można osiągnąć rozdzielenie.