Strumień komórek przepływa przez laser. Każda komórka rozprasza światło i emituje fluorescencję. Urządzenie rejestruje sygnały i sortuje komórki na podstawie ich właściwości. To cytometria przepływowa. Analizuje i sortuje pojedyncze komórki z prędkością tysięcy na sekundę. Jest to jedno z najpotężniejszych narzędzi w immunologii i biologii komórki.

Technika ta polega na znakowaniu komórek przeciwciałami fluorescencyjnymi. Każde przeciwciało wiąże specyficzny marker na powierzchni komórki lub wewnątrz niej. Gdy komórka przechodzi przez laser, fluorofor jest wzbudzany i emituje światło o charakterystycznej długości fali. Instrument mierzy natężenie światła, co pozwala określić ilość markera w komórce. Mierzy również rozpraszanie do przodu, które wskazuje na rozmiar komórki, oraz rozpraszanie boczne, które wskazuje na jej wewnętrzną złożoność.

Cytometria przepływowa służy do diagnozowania białaczki i chłoniaka poprzez identyfikację nieprawidłowych populacji komórek. Służy do monitorowania HIV poprzez zliczanie limfocytów T CD4+. Służy do analizy komórek macierzystych, sortowania populacji komórek do celów badawczych oraz wykrywania rzadkich komórek we krwi. Sortowanie komórek, zwane FACS, pozwala na fizyczne rozdzielenie komórek do oddzielnych probówek w celu dalszych badań.

Technologia jest złożona i kosztowna. Wymaga przeszkolonych operatorów i starannej kontroli jakości. Ale dostarcza informacji, których nie zapewnia żadna inna technika: obrazu każdej komórki w populacji, pojedynczo.