Die Isolierung des Lysozyms aus dem Hühnereiweiß erfolgt nach dem Prinzip der Ionenaustauschchromatographie:

Im Ionenaustausch-Prozeß werden Ionen, die elektrostatisch an eine
unlösliche und chemisch inerte Matrix gebunden sind, reversibel durch Ionen des Lösungsmittels verdrängt:

R⁺A^- + B^- <----> R⁺B^- + A^-

Dabei ist R+ ein Anionenaustauscher, der A- bindet; B- sind die Anionen in der Lösung. Kationenaustauscher tragen entsprechend negativ geladene Gruppen, die reversibel Kationen binden. Proteine, die sowohl positive als auch negative Ladungen tragen, können in Abhängigkeit von ihrer Nettoladung sowohl an Kationen- als auch an Anionenaustauschern binden. Bei der Reinigung eines Proteins werden pH-Wert, Salzkonzentration und Ionenaustauscher im allgemeinen so gewählt, daß das zu isolierende Protein an den Ionenaustauscher bindet. Liegt ein Proteingemisch vor, so werden unter gegebenen Bedingungen wahrscheinlich eine Vielzahl von Proteinen an den Ionenaustauscher binden. Proteine, die unter diesen Bedingungen nicht an den Ionenaustauscher binden, können durch Waschen mit dem Auftragspuffer entfernt werden. Das gesuchte Protein kann anschließend vom Ionenaustauscher mit einer Pufferlösung eluiert werden, deren pH-Wert und Salzkonzentration die Affinität des Proteins für den Ionenaustauscher herabsetzen.

Die am häufigsten verwendeten Ionenaustauscher bestehen aus Cellulose, wobei Diethylaminoethyl- (DEAE)-Cellulose der am häufigsten genutzte Anionenaustauscher und Carboxymethyl-(CM)- Cellulose der am häufigsten genutzte Kationenaustauscher ist. Der Vorteil von Cellulose gegenüber Harz als Matrix bei der Trennung biologischer Moleküle liegt in ihrer größeren Permeabilität für makromolekulare Elektrolyte. Dadurch wird den Makromolekülen der Zugang zu den geladenen Gruppen der Cellulose eröffnet, ohne daß extrem feine Partikel verwendet werden müssen, die ihrerseits den Durchfluß des Elutionsmittels behindern.