其主要的原理是将各稀释度的病毒液接种到单层细胞培养环境中，吸附一段时间后，在单层细胞上覆以琼脂糖，病毒感染细胞并在细胞中增殖，使细胞破裂死亡。由于固体介质的限制，释放的病毒只能由最初感染的细胞向四周扩展。经过几个增殖周期，便形成一个局限性病变细胞区，即病毒蚀斑。经中性红活细胞染料着色后，活细胞显红色，而蚀斑区细胞而不着色，形成不染色区域。病毒蚀斑如噬菌体感染细菌形成的噬菌斑。理论上，当病毒液充分稀释后，获得的每个蚀斑均源于最初感染细胞的一个病毒颗粒，即蚀斑中的病毒为一个病毒体的繁殖后代品系，由此达到纯化病毒的目的。除了可用于纯化病毒以外，空斑实验还可用于干扰素、抗体中和病毒繁殖能力的实验。

而目前该类实验主要采用显微镜成像的方式进行观察和记录。Cytiva新一代的多功能生物分子成像设备Amersham ImageQuant 800能够利用白光透射模式，对孔板中的病毒噬菌斑进行真彩色成像光密度精准定量和自动化数据分析。