單個核細胞的體積、形態和比重與外周血其它細胞不同，紅細胞和多核白細胞的比重超過1.080，單個核細胞的比重為1.070左右，血小板為1.030左右。因此，可利用各種血細胞和單個核細胞比重之間的差異將各種血細胞與單個核細胞分離開來。

Ficoll密度梯度離心法是分離、純化PBMC的方法。Ficoll是蔗糖的多聚體，中性，平均分子量400000，當密度為1.2g/mL，未超出正常生理性滲透壓，也不穿過生物膜，故常用作PBMC分離的分離液。紅細胞、粒細胞比重大，離心后沉于管底；淋巴細胞和單核細胞的比重小于或等于分離液比重，離心后漂浮于分離液的液面上，也可有少部分細胞懸浮在分離液中。吸取分層液液面上的白膜層細胞，并進行適當的清洗，就可從外周血中分離到較高純度的單個核細胞，即PBMC。