Gli esami citologici sono analisi che consistono nello studio morfologico al microscopio ottico di cellule isolate o in piccoli gruppi, prelevate da diversi materiali biologici come liquidi organici (liquor, versamenti pleurici o peritoneali, urina), secreti (espettorato, liquido bronco-alveolare), spatolati di mucose (striscio cervico-vaginale) o agoaspirati di lesioni solide (citologia da ago sottile, FNAC). Le cellule vengono allestite su vetrino, colorate con tecniche specifiche come la colorazione di May-Grünwald-Giemsa o di Papanicolaou, e analizzate dal patologo che ne valuta le caratteristiche nucleari, citoplasmatiche e architetturali, classificandole come normali, benigne, atipiche, displastiche o maligne. L'esame citologico è più rapido rispetto all'esame istologico tradizionale e richiede campioni più semplici da ottenere, ma può non offrire, in alcuni casi, diagnosi definitive.