光遺傳學系統的實驗流程如下：

  將光敏感蛋白基因在目標細胞內表達：目前已經有公司銷售帶有光敏感蛋白基因的載體病毒。通過直接注射等方式將病毒轉染進入細胞內。病毒攜帶的啟動子等工具基因會將光敏感蛋白表達在細胞膜上。
  植入光纖導管或光遺傳電極：向注射病毒的位置植入光纖導管、光遺傳電極、帶有給藥管的光纖導管等。通過光纖導管輸入特定光刺激，以啟動或抑制光敏感細胞。

  收集光刺激的結果：光刺激之后的細胞、組織或生物體會出現相應的變化。