細胞凋亡是胚胎發育過程中以及維持組織穩態過程中發生的正常生理過程。凋亡程序的特征是某些形態學特征，包括質膜不對稱性和附著的喪失、細胞質和細胞核的濃縮以及 DNA 的核小體間裂解。質膜缺失是最早的特征之一。在凋亡細胞中，膜磷脂磷脂酰絲an酸 （PS） 從質膜的內小葉轉移到外小葉，從而將 PS 暴露在外部細胞環境中。Annexin V 是一種 35-36 kDa Ca2+ 依賴性磷脂結合蛋白，對 PS 具有高親和力，并與暴露的 PS 細胞結合。這種形式保留了其對 PS 的高親和力，因此可作為對正在凋亡的細胞進行流式細胞術分析的靈敏探針。由于 PS 的外化發生在細胞凋亡的早期階段，因此 FITC 膜聯蛋白 V 染色可以比基于細胞核變化（如 DNA 片段化）的檢測更早地識別細胞凋亡。

FITC 膜聯蛋白 V 染色先于膜完整性喪失，而膜完整性則伴隨著凋亡或壞死過程導致的細胞死亡的最新階段。因此，使用 FITC 膜聯蛋白 V 染色通常與碘化丙啶 （PI） 或 7-氨基放線菌素 （7-AAD） 等重要染料結合使用，以使研究者能夠識別早期凋亡細胞（PI 陰性，FITC 膜聯蛋白 V 陽性）。具有完整膜的活細胞排除了 PI，而死亡和受損細胞的膜對 PI 具有滲透性。例如，被認為有活力的細胞是 FITC Annexin V 和 PI 陰性;處于凋亡早期的細胞為 FITC Annexin V 陽性和 PI 陰性;處于凋亡晚期或已經死亡的細胞均為 FITC Annexin V 和 PI 陽性。該檢測不區分經歷凋亡死亡的細胞和因壞死途徑而死亡的細胞，因為在任何一種情況下，死細胞都會用 FITC 膜聯蛋白 V 和 PI 染色。然而，當隨著時間的推移測量細胞凋亡時，通常可以從 FITC Annexin V 和 PI 陰性（活的或沒有可測量的細胞凋亡）到 FITC Planetin V 陽性和 PI 陰性（早期細胞凋亡，存在膜完整性），最后到 FITC Membranein V 和 PI 陽性（終末期細胞凋亡和死亡）。細胞通過這三個階段的運動表明細胞凋亡。相比之下，表明細胞同時是 FITC Annexin V 和 PI 陽性的單個觀察結果本身，揭示了有關細胞消亡過程的信息較少。