Erst eine feingewebliche Untersuchung unter dem Mikroskop (histologische Untersuchung), kann Klarheit darüber geben, ob der getastete Knoten gut- oder bösartig und somit entartet ist.
Ist der Knoten tastbar, wird mit einer Nadel in das verdächtige Gewebe gestochen. Entnimmt der Untersucher ganze Gewebeteile mit einer dicken Nadel, spricht man von Stanzbiopsie, entnimmt er nur Zellen des Knotens mit einer hauchdünnen Nadel heißt das Feinnadelbiopsie. Nur wenige Mediziner haben die Möglichkeit und Qualifikation für eine Feinnadelbiopsie, daher ist die Stanzbiopsie die gängige Methode. Bei Mikroverkalkungen beispielsweise ist der Knoten nicht tastbar. Hier untersucht eine Stanzbiopsie unter Röntgenkontrolle (stereotaktische Stanzbiospsie) kleine Veränderungen.
Die Patientin ist während des Eingriffs teilweise mit einem sterilen Tuch bedeckt, weil die Biospsie unter keimfreien Bedingungen durchgeführt werden muss. Denn auch wenn der Eingriff nur klein ist, handelt es sich doch um eine Mini-OP. Die Schmerzen bei der Feinnadelbiopsie sind etwa vergleichbar mit denen einer Blutabnahme. Bei der Stanzbiopsie bedarf es einer örtlichen Betäubung.