Do przeprowadzenia biopsji cienkoigłowej niezbędne jest zidentyfikowanie obszaru guza, co można osiągnąć poprzez, diagnostykę ultrasonograficzną (USG).

Zazwyczaj badanie nie wymaga miejscowego znieczulenia, lecz czasem lekarz może zdecydować się na zastosowanie 1% roztworu lidokainy w celu miejscowego znieczulenia.

Po przekłuciu skóry, radiolog wielokrotnie manewruje igłą w ruchu pionowym i poziomym, zmieniając kierunek wkłucia za każdym razem. Ten proces zwiększa szanse na skuteczne pobranie wymaganej ilości komórek z obszaru zmienionej chorobowo tkanki. Następnie zebrany materiał jest analizowany w laboratorium.

Powikłania po biopsji cienkoigłowej zwykle nie występują. Zdarza się, że w miejscu wykonania badania pozostaje niewielki krwiak. 

Cały proces trwa ok. 15 minut. Radiolog otrzymuje wynik po 24 godzinach od przeprowadzenia badania i kontaktuje się z pacjentem w celu omówienia dalszych etapów leczenia.