全自動血液分析儀的硬件結構可分為樣本處理模塊、檢測模塊、液路系統、光學/電子傳感單元及中央控制系統五大子系統。樣本處理模塊包括自動進樣器（可容納數十至數百個樣本架）、條碼掃描器、穿刺針及混勻裝置，負責樣本識別、開蓋、吸取與充分混勻，避免因細胞沉降導致的計數偏差。檢測模塊為核心區域，包含溶血劑注入腔、稀釋池、反應池及多通道檢測池（如RBC/PLT池、WBC分類池），各池體材質需具備生物惰性（如聚四氟乙烯）以防止蛋白吸附。

液路系統由精密蠕動泵、電磁閥、壓力傳感器及廢液收集裝置構成，實現試劑（稀釋液、溶血劑、染色液）的定量輸送、管路清洗及廢液排放。該系統需維持恒定流速與壓力，確保細胞單列通過檢測孔，典型流量控制精度達±1%。光學/電子傳感單元則根據機型配置差異，可能包含半導體激光器（如635nm、405nm波長）、光電二極管陣列、熒光檢測器（PMT）及微孔電極對，分別用于散射光、熒光信號及電阻抗信號的采集。例如，Beckman Coulter LH系列采用VCS（Volume, Conductivity, Scatter）技術，通過高頻電流測量細胞內部導電性以區分細胞類型。

中央控制系統由工業級計算機、專用分析軟件及用戶界面組成，執行樣本調度、參數計算、質控管理及結果輸出。軟件內置LIS（Laboratory Information System）接口，支持HL7協議，實現與醫院信息系統無縫對接。此外，現代設備普遍配備自動清洗程序（如每日關機清洗、堵孔應急沖洗）及狀態監控傳感器（如溫度、液位、堵塞報警），保障長期運行穩定性。貝朗雖不生產整機，但其提供的配套耗材（如Sarstedt合作生產的EDTA-K2真空采血管）在樣本前處理環節對分析結果的準確性具有關鍵影響，其管壁硅化處理與抗凝劑濃度（1.5–2.2 mg/mL）均嚴格遵循CLSI H03-A6標準。

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