毛細管區帶電泳（Capillary Zone Electrophoresis， CZE）
最常見的模式，用以分析帶電溶質。樣品中各個組分因為遷移率不同而分成不同的區帶。為了降低電滲流和吸附現象，可將毛細管內壁做化學修飾。
毛細管凝膠電泳（Capillary Gel Electrophoresis，CGE）
毛細管凝膠電泳，在毛細管中裝入單體，引發聚合形成凝膠，主要用于測定蛋白質、DNA等大分子化合物。另有將聚合物溶液等具有篩分作用的物質，如葡聚糖、聚環氧乙烷，裝入毛細管中進行分析，稱毛細管無膠篩分電泳，故有時將此種模式總稱為毛細管篩分電泳，下分為凝膠和無膠篩分兩類。
膠束電動毛細管色譜（Micellar Electrokinetic Capillary Electrophoresis，MECE）
膠束電動毛細管色譜，在緩沖液中加入離子型表面活性劑如十二烷基硫酸鈉，形成膠束，被分離物質在水相和膠束相(準固定相)之間發生分配并隨電滲流在毛細管內遷移，達到分離。本模式能用于中性物質的分離。
親和毛細管電泳 （Affinity Capillary Electrophoresis， ACE）
親和毛細管電泳，在毛細管內壁涂布或在凝膠中加入親和配基，以親和力的不同達到分離目的。
毛細管電色譜 （Capillary Electrochromatography， CEC）
毛細管電色譜，是將HPLC的固定相填充到毛細管中或在毛細管內壁涂布固定相，以電滲流為流動相驅動力的色譜過程，此模式兼具電泳和液相色譜的分離機制。
毛細管等電聚焦電泳（Capillary Isoelectric Focusing，CIEF）
毛細管等電聚焦電泳，是通過內壁涂層使電滲流減到最小，再將樣品和兩性電解質混合進樣，兩個電極槽中分別為酸和堿，加高電壓后，在毛細管內建立了pH梯度，溶質在毛細管中遷移至各自的等電點，形成明顯區帶，聚焦后用壓力或改變檢測器末端電極槽儲液的pH值使溶質通過檢測器。
毛細管等速電泳（Capillary Isotachophoresis， CITP）
毛細管等速電泳，采用先導電解質和后繼電解質，使溶質按其電泳倘度不同得以分離。
以上各模式以CZE、CGE、MECE三種應用較多。