正常细胞中，磷酯酰丝氨酸（PS)主要分布在细胞膜内侧，即与细胞浆相邻的一侧。在细胞发生凋亡的早期，不同类型细胞的PS都会外翻到细胞表面，暴露在细胞膜外侧，这一变化早于细胞皱缩、染色质浓缩、DNA片断化和细胞膜的通透性增加等凋亡现象。Annexin V是一种Ca+依赖的磷脂结合蛋白，具有易于结合磷脂类的特性，对PS有高度的亲和性，因此，Annexin V标记上荧光素可充当一敏感的探针检测暴露在细胞膜表面的PS，从而检测处于早期凋亡的细胞。 PS 外翻不是早期凋亡细胞独有，也发生在中、晚期凋亡和坏死细胞中。但早期凋亡细胞的细胞膜是完好的，而中、晚凋和坏死细胞的细胞膜完整性已经丧失。碘化丙啶（Propidium Iodide, PI）是一种核酸染料，它不能透过完整的细胞膜，但凋亡中晚期的细胞和死细胞由于细胞膜通透性的增加，PI 能够透过细胞膜而使细胞核染红。因此将Annexin V 与PI 匹配使用，就可以将处于不同凋亡时期的细胞区分开来。