La biopsia ossea consiste nel prelievo di tessuto osseo che contiene il midollo che, a differenza dell'aspirato midollare, permette di valutare la densità cellulare, l'insieme del tessuto emopoietico ed il rapporto delle cellule con lo stroma. Il prelievo si esegue sulla cresta iliaca posteriore, dopo aver anestetizzato la cute e il tessuto osseo sottostante (si può eseguire anche con anestesia generale). Si inserisce un ago di maggior calibro nell'osso per un paio di centimetri e si ritira lo strumento all'interno del quale rimane un piccolo frammento cilindrico di tessuto. Il frammento può essere fissato in formalina poi sezionato e valutato da un patologo particolarmente esperto nelle malattie ematologiche.