組織学は発生生物学の基本技術である他、病理学でも病理組織の検査に用いられる。がんなどの病気の診断を付ける上で、検体の病理的検査が日常的に使われるようになってからは、病態組織を顕微鏡的に観察するが、の重要なツールとなった。海外では、経験を持った内科医（多くは資格を持った病理医である）が、組織病理の検査を自ら行い、それに基づいた診断を下す。一方で日本では、病理専門医が検査と診断を行うことが多いが、各地でこの病理医不足が叫ばれている。
資料の準備.
固定.
ホルムアルデヒドなどを用いた化学固定.
凍結切片固定.
は、クリオスタットと呼ばれる冷凍機を用い、組織標本を急速に固定・標本化する技術である。この方法は、がんの切除手術後によく用いられ、がんが確実に切除できたか判断する迅速診断を可能にしている。
光学顕微鏡用の切片には、パラフィンが最もよく使われる。パラフィンは生物組織の主成分である水と混じり合わないため、水分は処理の段階で最初に取り除かれる必要がある。濃度の異なる複数のエタノール溶液槽に入れられることで、試料の脱水が行われる（水槽のエタノール濃度は、次第に高くなる）。次にキシレンなどの疎水性洗浄液でアルコールが取り除かれる。最後に溶かしたパラフィン・ワックスが組織に浸透され、キシレンと置き換わる。
包埋.
組織の脱水・洗浄・包埋剤の浸透が終わったところで、包埋過程に移る。この過程の間、組織資料は、硬化する液性包埋剤（寒天、ゼラチン、蝋など）と共に鋳型に入れられる。パラフィン・ワックスの場合は冷やすことで、エポキシ樹脂の場合は熱することで硬化する。アクリル樹脂は、熱、紫外線、化学触媒などで重合する。組織試料入りの固化したブロックは、次に薄片化される。
ホルマリン固定・パラフィン包埋組織（）は、室温で保存してもほとんど変化せず、固定後はDNAやRNAなどの核酸も劣化から守られるため、ホルマリン固定・パラフィン包埋組織は医学の歴史的学習（組織学実習など）において重要である。
薄切.
切片は、組織を様々な方向に切って作られる。組織の病理学評価には、垂直切片（組織表面と垂直に切断し、横断面を作る）を使うことが一般的である。組織の水平切片（もしくは横断切片）は、毛穴や毛嚢脂腺の評価に用いられる。水平接線切片は、やの際に利用される。
凍結切片.