Próbki patologiczne są analizowane za pomocą różnych technik, takich jak histologia, cytologia, immunohistochemia i badania molekularne. Histologia obejmuje przetwarzanie tkanek i barwienie ich w celu uwidocznienia struktur komórkowych pod mikroskopem. Cytologia koncentruje się na badaniu pojedynczych komórek, często pobieranych poprzez aspirację cienkoigłową lub próbki płynu. Immunohistochemia wykorzystuje specyficzne przeciwciała do wykrywania białek w tkankach, a badania molekularne identyfikują zmiany genetyczne i molekularne w chorobach.