Technika ta jest wykorzystywana powszechnie w diagnostyce człowieka i zwierząt ze względu na szerokie spektrum możliwości jej wykorzystania. Jest to metoda niezwykle szybka, precyzyjna i pozwalająca na ocenę całego wachlarza parametrów. Umożliwia analizę komórek bez ich niszczenia, a sam układ detekcyjny pozwala na użycie wielu barwników fluorescencyjnych do badania. By jednak dobrze wykonywać badanie związane z cytometrią przepływową potrzebni są doświadczeni specjaliści, umiejący interpretować wyniki i potwierdzający wiarygodność testu.

Cytometria przepływowa jest to technika, która pozwala na analizę komórek, ich liczenie, a nawet sortowanie. Jest to możliwe dzięki połączeniu tzw. markera (antygenu, elementu charakterystycznego) z przeciwciałem, co ostatecznie prowadzi do świecenia, ze względu na skoniugowany z przeciwciałem fluorochrom. Ze względu na obecność dwóch detektorów możemy ocenić nie tylko parametry strukturalne (takie jak wielkość komórek, ziarnistości w ich wnętrzu, czy ilość DNA), ale także funkcjonalne (ekspresja genów, synteza DNA, apoptoza i wiele innych).

Możliwość oceny stanu czynnościowego komórek wykorzystywana jest często w przypadku leukocytów, czyli krwinek białych (granulocyty, limfocyty). Szczególnie ważna z punktu widzenia biologicznego jest aktywność neutrofili i przeprowadzana przez nie fagocytoza - eliminacja cząstek uznanych za niebezpieczne. Na rynku są dostępne testy pozwalające sprawdzić jej efektywność (Phagotest, Bursttest), gdyż jej określenie pozwala np. na ocenę podatności zwierząt (krów) na zakażenie Staphylococcus aureus.

Nie tylko leukocyty są badane za pomocą cytometrii przepływowej. W taki sposób można ocenić też liczebność i dojrzałość retikulocytów (młodocianych erytrocytów), wykryć wewnątrzkomórkowe pasożyty lub przeciwciała skierowane przeciw erytrocytom. Ponadto cytometria służy do badania interakcji między matką a płodem, oceny jakości nasienia (pozwala także na odseparowanie plemników lżejszych i cięższych, czyli odpowiednio z chromosomem Y lub X) a nawet do standardowej diagnostyki nowotworowej (poprzez dokładne określenie ich ilości oraz kontrolę proliferacji komórek zmienionych nowotworowo).

Apoptoza, czyli proces uśmiercania komórki wiąże się z modyfikacją jej błony, co również może być wykrywane przez cytometr. Ma to istotne znaczenie w diagnostyce, gdyż brak równowagi między zmiejszaniem populacji komórek a tworzeniem się nowych powoduje liczne schorzenia. Zmiany w strukturach komórki są indukowane także przez zakażenia bakteryjne i wirusowe. Dzięki technice cytometrii jest możliwe określenie patogenezy i oddziaływań wirus-komórka (detekcji ulegają mikroorganizmy takie jak bakteria Listeria monocytogenes, a także wirusy z rodzin Herpesviridae, Retroviridae i inne).