它包括取材、固定、脱水、包埋、切片、染色、封片等几个主要步骤。

特殊染色

为了显示与确定组织或细胞中的正常结构或病理过程中出现的异常物质、病变及病原体等，需要分别选用相应的显示这些成分的染色方法进行染色。包括：胶原纤维染色（Masson等）、网状纤维染色、弹力纤维染色、肌肉组织染色（磷钨酸苏木素）、脂肪染色（苏丹III）、糖原染色（PAS）、粘液染色（PAS）等。

细胞制片

细胞制片包括各种来源的样本的制备，比如宫颈脱落细胞样本、呼吸系统样本、体腔液样本、脑脊液脱落细胞样本、消化道脱落细胞样本等的制备；细胞固定；细胞染色等。

免疫组化

免疫组化是应用免疫学基本原理——抗原抗体反应，即抗原与抗体特异性结合的原理，通过化学反应使标记抗体的显色剂（荧光素、酶、金属离子、同位素） 显色来确定组织细胞内抗原（多肽和蛋白质），对其进行定位、定性及定量的方法。免疫组化方法有直接法和间接法；按照标记物的种类可分为免疫荧光法、免疫酶法、免疫铁蛋白法、免疫金法及放射免疫自影法等。

分子诊断技术

通过从分子水平上完成DNA、RNA或蛋白质检测，从而对疾病作出诊断的方法称为分子诊断技术，常用的方法有基因诊断和肿瘤标志物检测。
1.基因诊断 用分子生物学的理论和技术，通过直接探查基因的存在状态或缺陷，从基因结构、定位、复制、转录或翻译水平分析基因的功能，从而对人体状态与疾病作出诊断的方法。基因诊断不仅能对某些疾病作出确切的诊断，如确定某些遗传病，也能确定基因与疾病有关联的状态，如对疾病的易感性、发病类型和阶段的确定等。基因诊断的主要技术有核酸分子杂交（原位杂交、southern杂交、Northern杂交、斑点杂交等）、PCR和生物芯片技术。
2.肿瘤标志物检测 是指肿瘤细胞和组织由于相关基因或异常结构的相关基因的表达所产生的蛋白质和生物活性物质，在正常组织中不产生或产量甚微，而在肿瘤病人组织、体液和排泄物中可检测到。此外，在病人机体中，由于肿瘤组织浸润正常组织，引起机体免疫功能和代谢异常，产生一些生物活性物质和因子，虽然这些物质和因子特异性低，但与肿瘤发生和发展有关，也可用于肿瘤辅助诊断。肿瘤标志物分别有：原位性肿瘤相关物质、异位性肿瘤相关物质、胎盘和胎儿性肿瘤相关物质、病毒性肿瘤相关物质，癌基因、抑癌基因及其产物等。肿瘤标志物测定方法包括：生物化学法、免疫组化法、单克隆抗体法。

电镜技术

由于电镜产生的电子束穿透能力很弱，必须把标本切成厚度小于0.1微米以下的薄片才能适用，这种薄片称为超薄切片，切片的制作过程基本上和石蜡切片相似。组织从生物活体取下以后，如果不立即进行适当处理，会由于细胞内部各种酶的作用，出现细胞自溶现象，容易出现人为假象，此外，还可能由于组织干燥脱水、微生物污染等使细胞的超微结构受破坏。因此标本取材时必须要做到快、小、冷、准等四大基本要求。电镜分透射电镜和扫描电镜，两者标本的制备各有不同。