白細胞三分群分類法與顯微鏡下的白細胞分類原理不同。三分群法血細胞分析儀的基本原理是電阻抗原理，即細胞作為一種物理顆粒，在通過電場時產生電阻，從而出現脈沖波，脈沖波的數量反映了血細胞的數目；而不同體積大小的細胞所產生的脈沖波大小也不相同，根據脈沖波的大小可對不同的血細胞進行分類計數。
血液標本經過儀器配套的溶血劑處理后，白細胞會按細胞體積脈沖大小分配在不同的計算通道中，即分成不同的亞群。第1群（小細胞區）以成熟淋巴細胞為主，在異常情況下包括有核紅細胞和巨大血小板等；第2群（中間細胞區）以單核細胞為主，包括嗜酸性、嗜堿性粒細胞，在異常情況下還可包括原始細胞或幼稚細胞；第3群（大細胞區）以中性粒細胞為主，包括桿狀核粒細胞和晚幼粒細胞。
由于正常外周血中的白細胞以中性粒細胞、淋巴細胞和單核細胞為主，白細胞直方圖顯示為有3個峰的光滑曲線,且在這3群細胞分布區域的交界處均存在一個低谷（即報警監測點）。當白細胞分類比例異常或出現異常細胞時，白細胞直方圖曲線峰的高低、數量和低谷區特征將出現一些變化。因此，醫生可通過白細胞直方圖的圖形粗略判斷細胞比例變化或有無異常細胞（圖2）。但該方法只能用作篩查手段，細胞分類必須涂片以顯微鏡復查。
目前醫院所做的血常規檢驗以三分類和五分類為主，這是對于白細胞分類來說的，三分類的儀器可將白細胞大體的分為大細胞(中性粒細胞)、中間細胞(其它白細胞)、小細胞(淋巴細胞)三類。五分類的儀器可將白細胞分為中性粒細胞、淋巴細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、單核細胞五類。紅細胞和血小板系統各類儀器差別不大。如發現異常及幼稚細胞，采用人工涂片鏡檢分類的方法。不過目前大部分醫院都用五分類血液分析儀。