Birçok kan hastalığının saptanmasında önemli rol oynayan bu incelemede, özel bir iğne yardımıyla kemik iliğinden örnek alınır.
Biyopsi yaparken oldukça sağlam ve iç içe geçmiş metal bir iğne kullanılır. İğnenin derine girmesini engellemek için dışında bir halka vardır. Kemiğe girildikten sonra içteki kılavuz iğne çıkarılır. İğnenin batırılacağı yer hastanın yaşına ve işlemi gerçekleştiren hekimin beceri ve deneyimine göre değişir. Kemik iliği biyopsisi yapılacak kişi sırtüstü yatırılır. İğnenin gireceği yer dezenfekte edildikten ve uyuşturulduktan sonra özel ponksiyon iğnesi batırılır.
Kemik iliğine girildiğinden emin olununca içteki kılavuz iğne çıkarılır ve iğnenin üst bölümüne takılan şırıngayla hızla kemik iliği çekildikten sonra iğne hemen çıkarılır, yara bölgesi yeniden dezenfekte edilir.
Erişkinlerde kemikiliği biyopsisi için seçilen bölgeler göğüs kemiği ve leğen kemiğinin ön-üst çıkıntılarıdır; bununla birlikte, bazı durumlarda, omurların dikensi çıkıntılarından, kaburga kemiklerinden ya da ilik içeren herhangi bir kemikten de yararlanılabilir. Bir yaşın altındaki çocuklarda kaval kemiğinin ön yüzü yeğlenirken, daha büyük çocuklarda kalça kemiğinin ön üst çıkıntısı ya da birinci yada ikinci bel omurunun dikensi çıkıntıları kullanılır. Tüm kurallara uyulursa omurilik zedelenmesi gibi bir terslik ortaya çıkmaz.
Alınan kemikiliği örneği önce çıplak gözle renk görüntü vb. özellikleri açısından incelenir. Daha sonra, bir mikroskop camı üzerine yapılarak hücrelerin özelliklerinin görülebilmesi için uygun maddelerle boyanır. Böylece, kemik iliğindeki kan hücrelerinin birbirine oranları belirlenebilir.
