抗体与靶细胞上的抗原结合，能够通过流式细胞仪研究这些细胞的特别信息。这在医学中具有很广泛的应用，尤其是在器官移植、血液学、肿瘤免疫学和化疗、遗传学、精子分类（Sperm sorting）、和性别选择。此外，它广泛用于检测DNA损伤，半胱氨酸蛋白酶切割和细胞凋亡的研究。 在神经科学中，细胞表面的共表达（co-expression）和细胞外抗原（intracellular antigens）可以被分析。现代的流式细胞仪具有多个激光和荧光检测器（目前商业用仪器的记录是4个激光和14个检测器），可以用于多个抗体