A imunofenotipagem por citometria de fluxo avalia células individuais em suspensão para a presença e ausência de antígenos específicos (fenótipo).

Os fenótipos geralmente mudam ao longo do tempo e com o tratamento das leucemias e, portanto, o ensaio de Doença Residual Mínima deve confiar em uma combinação exata entre o fenótipo da doença residual e a amostra diagnóstica original.

As anormalidades dos monócitos neoplásicos incluem intensidade alterada de HLA-DR, CD36, CD33, CD15, CD14, CD13 e CD11b.

Os mieloblastos podem ser distinguidos das células mieloides em maturação, se apresentarem baixa dispersão de luz ortogonal (lateral), marcadores de imaturidade, como CD34 e CD117, e carecerem de marcadores de maturação como CD11b, CD15 e CD16.

As células linfoides T imaturas podem ser distinguidas das células linfoides T maduras, se expressarem CD34, TdT ou CD1a, ou não possuírem expressão superficial de CD3.