Az immunfenotipizálás a sejtek által kifejezett fehérjék vizsgálatára használt technika. Ezt a technikát általában az alaptudományi kutatásban és laboratóriumi diagnosztikai célokra használják. Ez elvégezhető szöveti metszeten (friss vagy rögzített szöveten), sejtszuszpenzión stb. Példa erre a tumormarker kimutatása, például a leukémia diagnózisában. Ennek során a fehérvérsejteket a membránjukon lévő felszíni fehérjék ellen irányuló antitestekkel jelöljük meg. A megfelelő antitestek kiválasztásával a leukémiás sejtek differenciálódása pontosan meghatározható. A megjelölt sejteket áramlási citométerben dolgozzák fel, amely egy lézer alapú műszer, amely másodpercenként több ezer sejt elemzésére képes. Az egész eljárás néhány óra alatt elvégezhető a vérből, csontvelőből vagy gerincvelői folyadékból származó sejteken.”

Egy példa az immunfenotipizálással nyert információkra: “Az áramlási citometriás immunfenotipizálási jelentés szerint a rosszindulatú sejtek CD19, CD10, dimCD20, CD45, HLA-DR és λ immunglobulin könnyű láncra pozitívak voltak. A monoklonális B-sejt-populációban nem volt CD5 vagy CD23 koexpresszió.”

Az immunfenotipizálás egy nagyon gyakori áramlási citometriai vizsgálat, amelyben fluorofórral konjugált antitesteket használnak szondaként a célsejtek nagy aviditású és affinitású festésére. Ez a technika lehetővé teszi az egyes sejtvonalak gyors és egyszerű fenotipizálását heterogén mintában egy fehérjekombináció jelenléte vagy hiánya alapján. Így a láthatóság összetett mintákban is növekszik.