Біопсію проводять в кінці ректороманоскопії. Для забору матеріалу з прямої кишки використовується інцизійна біопсія, коли шматочок тканини забирається в результаті хірургічної маніпуляції – відщипується хірургічними щипчиками. Одержаний матеріал відправляють у лабораторію для подальшого морфологічного дослідження. Якщо є ознаки злоякісного процесу, а результат біопсії негативний, то дослідження рекомендується повторити. Одночасно з гістологічним дослідженням проводиться цитологічне. Воно хоч і поступається за своєю інформативністю гістології, проте дає можливість швидко встановити природу новоутворення, не вимагає спеціальних умов для приготування препарату, а саме дослідження не займає багато часу.