流式细胞仪的光学系统由许多组件构成，主要用于生物学。
了解流式细胞仪的光学系统对于进行典型的实验是必要的，您对仪器的了解越多，您就越能理解数据的细微差别，以及解决实验过程中可能出现的任何潜在问题。
流式细胞仪的构成:
- 照明：激光用特定波长(能量)和功率的相干聚焦光照亮光束。这有利于荧光团标记细胞的荧光信号和重定向激光的光散射信号的产生。
- 光路：透镜聚焦激光，收集光散射和荧光信号，并将该信号引导到光检测路径。
- 二向色镜：负责引导光通过检测路径并将其反射或透射，以便荧光和散射光被引导到适配的检测器。
- 滤光片：放置在检测器前面的滤光片的作用是限制引入PMT检测器的光，以便每个检测器可以专门用于测量一组特定荧光团的荧光。
流式细胞仪检测的特异性由滤光片决定，滤光片阻断某些波长，同时透射(通过)其他波长。
最常用的滤光片是荧光发射滤光片和二向色镜，它们专门用于隔离每个通道中目标荧光团相对较弱的发射信号，同时阻挡相邻荧光团的信号。
以上有几种主要的滤光片类型。一是，二向色镜可以通过相控反射来阻挡光线，允许某些光线通过并干扰其他波长的光线。放置在45°相对于入射或迎面而来的光的方向，二向色镜来在一个长通道和短通道口味。例如，600 LP(长通)反射镜反射短于600纳米的光，而允许长于600纳米的光通过。600 SP(短通)的效果正好相反。长通滤光片允许光通过一个截止波长以上;短通滤光片允许某一波长以下的光通过。带通滤光片在特定的窄波长范围内传输光(称为带宽)，包括30纳米带宽内的窄带称为窄带通滤光片和超过30纳米滤光片的板带称为宽带通滤光片。
激光是流式细胞术中最常用的光源。激光以特定的频率产生单一波长的光(激光线)。它们可以在从紫外线到远红色的不同波长范围内使用，并且具有可变的功率水平范围(光子输出/时间通常以毫瓦指定)。常见的激光荧光基团:
| Laser | wavelengths | Common fluorescent groups of lasers |
| UV | 355 nm | DAPI, Hoechst, LIVE/DEAD Blue, Brilliant Ultraviolet |
| Violet | 405–407 nm | Pacific Blue, eFluor 450, Pacific Orange, eFluor 506, Super Bright 436, Super Bright 600, Brilliant Violet, LIVE/DEAD Yellow, LIVE/DEAD Aqua, LIVE/DEAD Violet, CFP |
| Blue | 488 nm | FITC, Alexa Fluor 488, Dylight 488, PE, PE tandems, PerCP, PerCP tandems, PI, 7AAD, eGFP, YFP |
| Green | 532 nm | PE, PE tandems, Alexa Fluor 532, PI, mCherry, dTomato, RFP |
| Yellow | 561-568 nm | PE, PE tandems, PI, mCherry, dTomato, RFP |
| Red | 633-647 nm | APC, Alexa Fluor 647, Alexa Fluor 700, APC tandems |