电穿孔仪是一种利用高电压电脉冲在细胞膜上形成暂时性纳米孔，从而增加细胞膜通透性，使平时不能或很难穿过细胞膜的分子能够进入细胞内的技术。其工作原理具体如下：

1.电场应用：工作时，电穿孔仪会在含有细胞的介质中施加一个短时的、高强度的电场。这个电场通常由电极产生，电极间的距离和电场强度都是可以调节的参数。

2.细胞膜的改变：在电场作用下，细胞膜上会形成纳米级的孔洞。这些孔洞的形成机制主要与电场对细胞膜上脂质分子的重新排列有关。电场使得细胞膜上的磷脂分子头部朝向电场的负极，而疏水的尾部则朝向正极，这种重新排列导致膜的稳定性下降，从而形成孔洞。从细胞整体层面看，当一个细胞暴露于一对平行电极之间强的电场时，细胞内的离子将沿着电场方向到达和停留在细胞膜旁边。由于细胞内导电率比细胞外液体导电率低几个数量级，在膜表面离子的积聚将产生一个大的跨膜电位，跨膜电位在对着电极两点附近最大。在膜上相反电荷互相吸引，对膜产生压力，接着使膜变薄。若细胞膜在十分高电压力下很快被极化，可观察到膜被电场击穿，膜的导电率和可渗透性明显地可逆增加，膜电场击穿现象与机械力破坏不同，它是可逆的，在经历一段时间后，原有膜的阻力和可渗透性会恢复。但如果电场场强超过临界值（破坏电压），或膜暴露于电场的时间太长，膜电场击穿现象会伴随发生机械和不可逆的破坏。

3.孔洞的动态：这些孔洞是动态的，它们在电场作用后不久就会自行封闭。孔洞的存在时间通常很短，从几毫秒到几秒不等，具体时间取决于电场的强度、持续时间以及细胞类型。

4.物质传递：在孔洞开放的时间里，平时难以穿透细胞膜的大分子（如DNA、RNA、蛋白质及某些药物）得以进入细胞内部。这一特性被广泛应用于将外源基因导入细胞（转基因）以及提高某些药物的疗效。

5.细胞的恢复与应用：一旦电场被移除，细胞膜上的孔洞会逐渐闭合，细胞恢复正常状态。这期间，被转入的物质可以在细胞内发挥作用。例如，在基因治疗中，转入的DNA可以被细胞的核读取并转录成蛋白质。