多項目自動分析装置を用いて血液中の赤血球、白血球、血小板の数やヘモグロビンの濃度を算定することで、貧血の有無や炎症の状態など、様々な疾患のスクリーニング検査として用いられています。目視が必要な場合は、血液をスライドガラスに塗抹し血球の形態を顕微鏡で観察することで、異常な細胞があるかどうかを調べます。さらに精査が必要となった場合は、骨髄検査を行うこともあります。

止血に関わる凝固物質を測定し、凝固能のバランス（出血傾向か、血栓傾向か）を調べています。出産、手術等の術前検査や抗凝固薬による治療効果判定に有用です。

血液に含まれる酸素や二酸化炭素の量、pHを計測することで、呼吸状態や酸とアルカリのバランスを調べることができます。他の血液検査に比べて検査時間が短い為、特に意識障害やショック状態、呼吸困難等の緊急性がある場合に素早く結果を知ることができます。