Com a citometria de fluxo é possível determinar o conteúdo de DNA/RNA e estimar as diferentes fases do ciclo celular. Para isto, corantes como iodeto de propídeo ou Hoechst podem seu utilizados por sua capacidade de se ligarem ao DNA.

Com a marcação de células com anexina V, é possível avaliar apoptose celular pela citometria de fluxo. Este corante liga-se ao fosfolipídeo de membrana, fosfatidilserina que é translocado e exposto para o meio intracelular durante a apoptose.

A fragmentação de DNA, como um evento do processo de apoptose celular, pode ser evidenciada por citometria de fluxo por meio de uma reação denominada TUNEL, na qual Br-dUTP é incorporado aos fragmentos de DNA.

Células linfocitárias podem ser identificadas utilizando anticorpos contra receptores celulares específicos e marcados com fluorescências.

A transdução de sinais nas células pode ser estudada utilizado anticorpos específicos para proteínas fosforiladas, além da marcação de proteínas extracelulares de membrana.