La attività della Unità Operativa si concentra su diversi fronti diagnostici e di supporto prognostico. Una parte importante è rappresentata dagli esami istologici rapidi effettuati nel corso di interventi chirurgici.
l'attività bioptica riguarda, in particolare, il tratto gastrointestinale, le vie respiratorie, il distretto uro-ginecologico, la cute, il fegato. Da segnalare l'effettuazione di biopsie stereotassiche cerebrali e di biopsie multiple ecoguidate della prostata.

Gli esami citologici vanno da quelli di citologia esfoliativa (pap test cervico-vaginale; sedimento urinario, versamenti in cavità sierose, espettorato, broncoaspirato) a quelli effettuati con la procedura dell'ago aspirato.
l'aspirazione con ago sottile (FNAB) può riguardare noduli e lesioni superficiali palpabili: ad esempio quelle di tiroide, mammella, sottocute, ghiandole salivari, linfonodi.
Grazie alla guida ecografica, è possibile utilizzare questa tecnica anche per noduli e lesioni non palpabili e/o profonde. l'ago aspirato con ago sottile, infine, può essere supportato anche dalla guida della TAC: ad esempio per lesioni profonde del polmone, del pancreas, dei linfonodi.

Attraverso tecniche di studio immunoistochimiche viene effettuata la ricerca di marcatori di cito-istotipo e di fattori prognostici nei tumori.
Con tecniche di biologia molecolare, si effettua la ricerca del genoma virale dello HPV (papillomavirus umano), per valutare le eventuali infezioni, alcune delle quali associate al carcinoma della cervice uterina. Inoltre, con la tecnica della ibridizzazione in situ (FISH), si effettua la ricerca della amplificazione genica dell'oncogene Her-2/neu, esame utile per indirizzare meglio il trattamento nei casi di cancro della mammella.
Ulteriori campi di attività sono rappresentati dai riscontri diagnostici per le patologie (malformative e non) fetali e perinatali e dagli studi di dermopatologia infiammatoria e tumorale (lesioni pigmentate della cute).