Patologian laboratorion työ jakaantuu kahteen osa-alueeseen, histologiaan ja sytologiaan. Histologian laboratoriossa tutkitaan kudosnäytteitä, joita ovat erilaisten tähystysten yhteydessä otetut koepalat, leikkausten yhteydessä poistetut kasvaimet tai muut kudosnäytteet kuten esim. luomet. Kudosnäytteet käsitellään erilaisten kudoskäsittely- ja värjäysprosessien avulla sellaiseen muotoon, että patologi voi antaa niistä lausunnon. Histologian laboratorion työ on osittain automatisoitua kudosprosessoinnin ja värjäyksien osalta, mutta suurelta osin työ on vielä käsityötä, jossa tarvitaan hyvää silmän ja käden koordinaatiota.

Sytologian laboratoriossa tutkitaan erilaisia kehon nesteitä kuten virtsaa, ascitesta, pleuranestettä, selkäydinnestettä ja ysköksiä. Näytteistä valmistetaan objektilasille erilaisilla menetelmillä preparaatteja, joista etsitään syöpäsoluja. Laboratoriohoitajan/bioanalyytikon työhön kuuluu esitarkastaa mikroskoopilla sytologiset preparaatit ennen patologin lausuntoa.