為了從細胞混合物中分離出特殊類型的細胞，首先應該選擇能夠區分所需細胞與其它細胞的方法，根據分離后回收的細胞百分數和細胞活性評價細胞分離步驟的有效性。細胞分離過程一般分步進行。
第一步，粗分離。由于細胞的組成比較復雜，可先分離出理化性質相近的細胞。如根據密度差，用臺式大容量冷凍離心機等密度區帶離心把血細胞分成兩層，上層含單核白細胞和嗜堿細胞等，下層含紅細胞和粒細胞。也可以用臺式大容量冷凍離心機差速離心進行粗分離。有些實驗僅作粗分離就可以滿足要求。
第二步，把粗分離后的細胞用臺式大容量冷凍離心機速率區帶離心、等密度區帶離心或淘洗離心進一步進行分離，把沉降系數和密度差異較大的細胞分開。
第三步，精分離。根據實驗目的，采用高分辨率的分離方法，如長梯度柱可使細胞亞群和不同周期的細胞進一步得到分離。