DNA نمونه به قطعات کوتاه، معمولاً از 300 تا 500 جفت باز تقسیم می‌شود.

این قطعات به صورت توالی‌های بسیار کوتاه آماده می‌شوند و سپس روی یک لام شیشه‌ای به نام فلو‌سل (flow cell) قرار می‌گیرند.

به کمک این روش می‌توان یک بستر از توالی‌های بسیار کوتاه در انبوهی از قطعات DNA تک رشته‌ای ایجاد کرد که در سراسر فلو‌سل قرار گرفته‌اند. همانطور که در شکل نشان داده شده است.

سپس فلو‌سل، با تمام قطعات DNA متصل به آن، در داخل ابزار تعیین توالی قرار می‌گیرد.

همانطور که در قسمت پایین شکل نشان داده شده است، هنگامی که ابزار اجرا می‌شود، یک چرخه تکراری را انجام می‌دهد که در آن یک نوکلئوتید اصلاح شده منفرد به فلوسل اضافه می‌شود (به عنوان مثال، تیمین).

  سپس فلوسل شسته می‌شود و نوکلئوتید اصلاح شده دیگری به آن اضافه می‌شود (به عنوان مثال، سیتوزین).

این نوکلئوتیدها با یک برچسب فلورسنت مخصوص نوکلئوتید (یعنی کد رنگی) اصلاح می‌شوند.

بنابراین، با تکرار این چرخه، ابزار پیگیری می‌کند که کدام رنگ در هر مکان در فلوسل در طول هر بار اضافه کردن جفت پایه وجود دارد.

این مجموعه داده از رنگ‌ها و موقعیت‌های مرتب شده با زمان در یک توالی رنگ کامپایل می‌شود و می‌توان آن را به یک دنباله جفت پایه برای هر مکان در سلول جریان ترجمه کرد.

  از آنجایی که هر مکان یک قطعه DNA مجزا را نشان می‌دهد، این منجر به یک فایل می‌شود که توالی‌های جفت پایه هر قطعه DNA به سلول جریان چسبانده شده است.

جمع کردن یا مرتب کردن توالی قطعات کوچکتر در توالی‌های بزرگتر DNA  در پایین دست مرحله توالی‌یابی رخ می‌دهد.