A mellrák diagnózisának része a fizikális, azaz tapintással történő vizsgálat , a mammográfia és/vagy az emlőultrahang, valamint a csomóból való szövetmintavétel, a biopszia, amely annak megállapítására szolgál, hogy jó- vagy rosszindulatú elváltozásról van-e szó.
A vizsgálatok egymásra épülnek: ha tapintásos vizsgálattal korábban nem tapasztalt csomót találnak, a mell valamilyen képalkotó vizsgálatára van szükség: elsősorban emlőultrahangot végeznek ilyenkor. Amennyiben az így nyert képen az orvos gyanús elváltozást lát, akkor biopsziára, azaz a csomóból történő mintavétel a következő lépés. Biopsziára tehát csak akkor kerül sor, ha a megelőző klinikai vizsgálatok beazonosították, hol található pontosan a képződmény.
A biopsziának többféle típusa létezik: a páciens állapotától, a gyanús elváltozás jellemzőitől függ, hogy melyiket végzik el. Történhet bőrön keresztül, és sebészeti beavatkozás keretében.
A bőrön keresztüli biopszia az injekcióra hasonlít csak "ellentétes irányú": nem bead valamit, hanem kivon egy kis darabot az emlőmirigy szövetéből. Járóbeteg-ellátásban zajlik, nem szükséges hozzá kórházi beutalás. Általában intravénás altatásban, egy tűvel végzik, és legfeljebb helyi érzéstelenítést alkalmaznak. Ha a daganat kicsi vagy nem tapintható, elvégezhető ultrahang vagy mammográf vezérléssel is, ami a tű hegyének pontosabb lokalizálását teszi lehetővé, így csökkenti a hamis negatív leletek felállításának esélyét (amelynek az ilyen daganatok esetében az lehet az oka, hogy a mintavételre használt tű hegye a daganatot körülvevő szövetszaporulatba, nem pedig magába a tumorszövetbe kerül).
Nagyobb kiterjedésű elváltozások esetén úgynevezett finomtű-biopsziát alkalmaznak szövetminta vételére. Előnye, hogy könnyen viselik a páciensek, gyors, és könnyen lefolytatható, és nem igényel érzéstelenítést. Hátránya, hogy az így nyert anyag kevés sejtet tartalmaz, ami alapján nem lehet különbséget tenni helyszíni és egy invazív rák (ha a daganat átlépi a szöveti határokat) esetében, illetve szilárd daganatoknál kevésbé javasolt. Ilyen esetekben a vastagtű biopszia az alkalmasabb eljárás, amely komolyabb, szöveti vágással is járó beavatkozást jelent, de az így kinyert szövethenger pontosabb diagnózist tesz lehetővé.
Sebészi feltárásra akkor kerül sor, ha sem finomtű, sem vastagtű biopsziával nem sikerül beazonosítani az elváltozás természetét, vagy a bőrön keresztüli vizsgálat nem alkalmazható, például mert a mellben lévő elváltozás túl közel található a mellkasfalhoz. Közel tökéletes biztonsággal tud diagnózist adni, és kis daganatok esetében végleges műtéti terápiás módszert jelent, mert ilyenkor a sebész eltávolítja a daganatot a körülötte levő normális szövetből, a biztonsági sávval együtt. Ugyanakkor, mivel komolyabb, általános intravénás érzéstelenítést igénylő beavatkozás, több a kockázata, lassabb felépüléssel jár, mint a bőrön keresztül végzett eljárások, és a kiterjedtebb metszés miatt bőrheg maradhat utána.
