कोशिकाओं की एक धारा लेजर के सामने से गुजरती है। प्रत्येक कोशिका प्रकाश को बिखेरती है और प्रतिदीप्ति उत्सर्जित करती है। उपकरण इन संकेतों को रिकॉर्ड करता है और कोशिकाओं को उनके गुणों के आधार पर वर्गीकृत करता है। यही फ्लो साइटोमेट्री है। यह प्रति सेकंड हजारों कोशिकाओं का विश्लेषण और वर्गीकरण करता है। यह प्रतिरक्षा विज्ञान और कोशिका जीव विज्ञान के सबसे शक्तिशाली उपकरणों में से एक है।

यह तकनीक कोशिकाओं को फ्लोरोसेंट एंटीबॉडी से लेबल करके काम करती है। प्रत्येक एंटीबॉडी कोशिका की सतह पर या कोशिका के अंदर एक विशिष्ट मार्कर से जुड़ती है। जब कोशिका लेजर से गुजरती है, तो फ्लोरोफोर उत्तेजित होता है और एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करता है। उपकरण प्रकाश की तीव्रता को मापता है, जिससे मार्कर की मात्रा का पता चलता है। यह आगे की ओर बिखराव (फॉरवर्ड स्कैटर) को भी मापता है, जो कोशिका के आकार को दर्शाता है, और पार्श्व बिखराव (साइड स्कैटर) को भी मापता है, जो आंतरिक जटिलता को दर्शाता है।

फ्लो साइटोमेट्री का उपयोग असामान्य कोशिका समूहों की पहचान करके ल्यूकेमिया और लिंफोमा के निदान के लिए किया जाता है। इसका उपयोग सीडी4 टी कोशिकाओं की गणना करके एचआईवी की निगरानी के लिए किया जाता है। इसका उपयोग स्टेम कोशिकाओं का विश्लेषण करने, अनुसंधान के लिए कोशिका समूहों को छांटने और रक्त में दुर्लभ कोशिकाओं का पता लगाने के लिए किया जाता है। एफएसीएस नामक कोशिका छँटाई प्रक्रिया द्वारा कोशिकाओं को आगे के अध्ययन के लिए अलग-अलग ट्यूबों में भौतिक रूप से अलग किया जा सकता है।

यह तकनीक जटिल और महंगी है। इसके लिए प्रशिक्षित संचालकों और सावधानीपूर्वक गुणवत्ता नियंत्रण की आवश्यकता होती है। लेकिन यह ऐसी जानकारी प्रदान करती है जो कोई अन्य तकनीक प्रदान नहीं कर सकती: एक ही कोशिका समूह की प्रत्येक कोशिका का एक-एक करके स्नैपशॉट।