釋放光采集
熒光由目鏡的鏡頭來采集，該鏡頭聚焦于樣品上并將一定區域內的光線收集到裝置。收集的角度區域的大小非常關鍵，熒光釋放是球形的，目鏡對熒光的采集范圍是決定儀器的采集效率關鍵指標之一。目鏡采集光的角度由數值孔徑來表示，圖2表示了數值孔徑與光采集效率之間的變化關系。當數值孔徑為1.0時，目鏡將收集到整個半球的光，相應的光采集效率為50%。在許多激光共聚焦微陣列掃描儀的數值孔徑在 0.5-0.9, 而CCD-掃描儀的數值孔徑為0.2-0.5。有其他類型的掃描儀不用目鏡而是使用積分球面鏡來采集釋放的部分光源，但是部分光線經過多次球面反射而衰減。還有一些無散光收集裝置，僅僅是將探測器放在樣品的某一區域的上方，光線采集的效率受限于樣品被照明處的范圍及探測器的視角，例如，一個直徑為25mm的探測器放在激發點上方100mm處，其實際的有效數值孔徑為0.12。圖2顯示目鏡的不同數值孔徑與光采集效率的關系。
空間定位
是指對樣品上的某一小區域上的熒光信號進行熒光強度計算，微陣列上的各點樣品被分割為許多微小的像素，在進行熒光信號定量時，空間分辨率必須高于個點的大小，如微陣列上各點的直徑為100mm，則像素的大小為5-20mm。空間定位可通過多元素探測器，如CCD或機械掃描裝置。許多相機設置為大范圍照明，探測器直接提供由許多像素組成的圖象，該方法的缺陷是CCD提供的目鏡數值口徑較小，后方照明及維持系統冷卻設備價值昂貴，由于光散射會導致像素之間交叉重疊造成信號不夠清晰。機械掃描過程包括以下幾個步驟：將激發光束聚焦于某一大小同像素差不多的點上，用單一元素的探測器采集那一小點上的釋放光。要將整個樣品掃描完全，則需移動樣品或用一微小的反光鏡使激光束移動掃描樣品。雖然掃描裝置增加了機械裝置的復雜程度，但比起CCD相機來，機械掃描可達到的數值孔徑更高，有更好的空間選擇性，探測器也較便宜些。在低強度的光源下，高光線采集率是至關重要的。
激發/釋放分辨
微陣列上各點的熒光釋放強度通常要比激發光強度弱幾個數量級，要從激發光中檢測出微弱的熒光信號，就需要對這兩種類型的光進行分離，由于光束中的光波長不相同，可利用光波分離將不同的光分開。許多裝有目鏡的掃描儀采用的是表面照明方式，激發光束與釋放光束從樣品到目鏡經過同樣的路徑只是方向相反。這種途徑使得從樣品上反射和散射的光與熒光束混合在一起，所以需要用光束分離器對混合光進行分離。一種類型的光束過濾器是色彩二向或多向過濾器。它將激發光束反射并把釋放光束以一較長的波長傳輸。這種濾光器對一、二或三種不同的激發/釋放光都可進行較好的分離，但若超過四種以上的混合光束則分離有困難。另外一種類型的光線分離器稱為幾何光線分離器，如圖3所示，在掃描系統中，目鏡的數值孔徑為0.6，像素的大小為10mm，從目鏡出來的激發光束比釋放光束細，一個小反光鏡將激光束反射但是讓環形部分的釋放光束通過，其分離效果與波長光束分離器相同。從理論上來說，光束分離器可以完全將激發和釋放光束分開，但實際上并非如此，通常在探測器前放濾光片過濾釋放光束。這些濾光片只允許染料的釋放高峰附近很窄的一段波長的光通過，而其他波長的光包括激發光都被阻擋了。這是微陣列掃描儀必需的的第二道光束分離裝置。有的掃描儀不用光束分離器而是將激發光束和釋放光束放在不同的軸上。該方法能將釋放光路徑的激發光發射回去，但卻難以達到較高的數值孔徑，因為目鏡離樣品很近，通常小于1毫米，所以激發光束能進入目鏡的角度范圍很小。其他具有區分不同波長光束的裝置有棱鏡、光柵等，這些裝置還可產生一些特殊的作用如連續的光波調諧功能。然而，在微陣列中，由于要求對激發光有高度的敏感性，因而對釋放光裝置也相應要求有很高的精密度。
檢測熒光掃描儀的探測器
將微弱的熒光信號轉化為電信號,在微陣列掃描儀中的光線探測器有：光電倍增管、CCD點陣探測器、雪崩光電二極管。各種裝置有其優點也有其缺點。不同檢測范圍的儀器要根據它們各自的特點來選擇合適的探測裝置。光電倍增管在可見光波范圍內是最靈敏的探測器，它屬于單點探測器并要求掃描系統對微陣列上的樣品進行空間定位，通過改變電壓可以很方便地改變光電倍增管的靈敏度。光電倍增管的靈敏度在紅外及近紅外波長范圍內降低得很快，所以它們的用途主要限制在可見光波長范圍內。CCD對微弱信號的放大功能不及光電倍增管，因而需要額外的放大系統來將信號放大才能達到光電倍增管的靈敏度范圍的上限。其主要的缺點是：CCD探測器的實際數值孔徑難以達到06-09的范圍,在低亮度背景下,限制微弱信號被檢測出來,
另外CCD探測器不能與共聚焦系統相兼容;但是在高亮度背景下, 因為CCD探測器有內置式掃描功能,其優越性就體現出來了。
所有的微陣列掃描儀都有固定和放置微陣列固相基質的裝置，我們稱之為掃描儀的載樣盒。載樣盒要有能夠容納下玻片的空間，組成其的材料應能經受的住上千次取放樣品的刮擦考驗。通常微陣列的固體介質為顯微載玻片，還有塑料片，但是塑料片不如玻璃片剛硬，容易變形，不易聚焦準確，所以多數研究者使用的是顯微載玻片。掃描檢測時通常是在室溫下進行，此時玻片上各點樣品已經干燥，然而，有些染料如FITC在潮濕的環境下才能釋放出強烈的熒光，所以研究者們在待測樣品上滴加適量的緩沖液，然后蓋上蓋玻片進行觀察。這就需要載樣盒能夠容納載玻片與蓋玻片疊加之后的厚度，掃描儀在掃描時聚焦于蓋玻片下的那一層平面進行掃描。