تبدأ عملية FACS بوضع العلامات على الخلايا باستخدام الأجسام المضادة الفلورية أو الأصباغ التي ترتبط ببروتينات معينة أو أحماض نووية في الخلايا. تسمح علامات الفلورسنت هذه لمقياس التدفق الخلوي باكتشاف أنواع الخلايا المختلفة والتمييز بينها بناءً على تعبيرها عن الجزيئات المستهدفة. يمكن أيضًا استخدام البروتينات الفلورية والأصباغ المقحمة لتسمية الخلايا، وفقًا للمتطلبات التجريبية. يضمن هذا وضع العلامات أن الأداة يمكنها قياس كثافة التألق بدقة أثناء مرور الخلايا عبر مقياس التدفق الخلوي.

بمجرد تسميته، يتدفق خليط الخلية عبر خلية التدفق الخاصة بالأداة في ملف واحد. عندما تمر كل خلية فردية عبر شعاع الليزر، يلتقط الكاشف ثلاثة معلمات رئيسية: الفلورسنت، والضوء المبعثر الأمامي (FSC)، والضوء المبعثر الجانبي (SSC). يوفر FSC معلومات حول حجم الخلية، بينما يوفر SSC نظرة ثاقبة على التعقيد الداخلي للخلية أو تفاصيلها. توفر إشارات الفلورسنت بيانات محددة عن البروتينات أو العلامات الموجودة على سطح الخلية، مما يسمح بمزيد من التمايز بين مجموعات الخلايا.

تم تجهيز أدوات FACS بأشعة ليزر متعددة ومرشحات وكاشفات لقياس الفلورسنت عبر أطوال موجية مختلفة، مما يتيح الكشف المتزامن عن علامات الفلورسنت المتعددة. يعد هذا الكشف عن المعلمات المتعددة أمرًا أساسيًا للتجارب التي تتطلب تحديد وفرز مخاليط الخلايا المعقدة. يتيح تعدد استخدامات نظام مراقبة الأصول الميدانية للمستخدمين تصميم تجاربهم بناءً على علامات الفلورسنت المحددة وخصائص الخلايا التي يتم تحليلها.

بمجرد تحليل خصائص الخلية، يستخدم الجهاز الانحراف الكهروستاتيكي لفرز الخلايا فعليًا في حاويات مختلفة. يتم شحن الخلايا التي تفي بمعايير محددة بواسطة المستخدم وتحويلها إلى حاويات معينة. تسمح عملية الفرز الدقيقة هذه للباحثين بعزل مجموعات سكانية فرعية من الخلايا لمزيد من التحليل أو التلاعب التجريبي، مما يجعل FACS أداة أساسية للتجارب التي تتطلب مجموعات خلايا محددة للغاية.