其主要的原理是將各稀釋度的病毒液接種到單層細胞培養環境中，吸附一段時間后，在單層細胞上覆以瓊脂糖，病毒感染細胞并在細胞中增殖，使細胞破裂死亡。由于固體介質的限制，釋放的病毒只能由最初感染的細胞向四周擴展。經過幾個增殖周期，便形成一個局限性病變細胞區，即病毒蝕斑。經中性紅活細胞染料著色后，活細胞顯紅色，而蝕斑區細胞而不著色，形成不染色區域。病毒蝕斑如噬菌體感染細菌形成的噬菌斑。理論上，當病毒液充分稀釋后，獲得的每個蝕斑均源于最初感染細胞的一個病毒顆粒，即蝕斑中的病毒為一個病毒體的繁殖后代品系，由此達到純化病毒的目的。除了可用于純化病毒以外，空斑實驗還可用于干擾素、抗體中和病毒繁殖能力的實驗。

而目前該類實驗主要采用顯微鏡成像的方式進行觀察和記錄。Cytiva新一代的多功能生物分子成像設備Amersham ImageQuant 800能夠利用白光透射模式，對孔板中的病毒噬菌斑進行真彩色成像光密度精準定量和自動化數據分析。