盐析机理：蛋白质在水溶液中的溶解度取决于蛋白质分子表面离子周围的水分子数目，即由蛋白质分子外周亲水基团与水形成水化膜的程度以及蛋白质分子带有电荷的情况决定的。向蛋白质溶液中加入中性盐后，由于中性盐与水分子的亲和力大于蛋白质，致使蛋白质分子周围的水化层减弱乃至消失。同时，中性盐加入蛋白质溶液后由于离子强度发生改变，蛋白质表面的电荷大量被中和，更加导致蛋白质溶解度降低，使蛋白质分子之间聚集而沉淀。由于各种蛋白质在不同盐浓度中的溶解度不同，不同饱和度的盐溶液沉淀的蛋白质不同，从而使之从其他蛋白中分离出来。
盐溶机理：在蛋白质水溶液中，加入少量的稀浓度中性盐，如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，盐所解离出来的大量正负离子，会阻断蛋白质正负电荷间的相吸，增加了蛋白质分子表面的电荷，从而增强蛋白质分子与水分子的作用，使蛋白质在水溶液中的溶解度增大。同时稀盐溶液因盐离子与蛋白质部分结合，具有保护蛋白质不易变性的优点。
透析机理：透析膜是半透膜，蛋白质是大分子物质，故它不能透过透析膜，而小分子物质（无机盐、单糖等）可以自由通过透析膜与周围的缓冲溶液进行溶质交换，从而分离提纯蛋白质。