A técnica de imunofenotipagem pode ser realizada pelo Citômetro de Fluxo. A capacidade de realizar análises multiparamétricas no nível celular individual é uma característica ímpar dessa técnica, que oferece muitas vantagens em relação à imunocitoquímica.

Qualquer amostra a partir da qual uma suspensão de células individuais possa ser gerada é considerada apropriada para a imunofenotipagem por citometria de fluxo. Amostras de sangue e medula devem ser tratadas com anticoagulante. O EDTA geralmente é preferido, porque sua estabilidade melhora com o envelhecimento da amostra.

A análise de leucócitos sanguíneos no sangue periférico ou na medula óssea requer a eliminação de eritrócitos para que a avaliação seja eficiente. A centrifugação em gradiente de densidade (p. ex., Ficoll-Hypaque) se transformou na técnica-padrão de preparo destas amostras em laboratórios clínicos.

Amostras de tecido são mais bem transportadas e armazenadas em meio de cultura de tecidos, como RPMI 1640. Nesse caso, a suspensão de células individuais é produzida pela maceração em cadinho, seguida de filtração em uma malha metálica delgada para remoção de agregados.