Materiał do badania cytologicznego pobiera się zwykle za pomocą biopsji cienkoigłowej aspiracyjnej lub bez aspiracji poprzez wykonanie odcisku cytologicznego, wymazu, zeskrobiny lub pobranie płynu (np. płynu z jamy ciała).

Najczęściej stosowaną metodą jest BIOPSJA ASPIRACYJNA CIENKOIGŁOWA (BAC). Wykorzystuje się w niej igłę połączoną ze strzykawką. Igłę wprowadza się do zmiany, w strzykawce wywołuje się podciśnienie, a następnie w obrębie zmiany wykonuje się ruchy igłą w wielu kierunkach. Przed wyjęciem igły ze zmiany należy znieść podciśnienie, aby nie dopuścić do przedostania się materiału z igły do strzykawki. Na koniec pozyskany materiał zostaje naniesiony  w okolice końca szkiełka podstawowego za pomocą strzykawki wypełnionej powietrzem. Następnie wykonuje się rozmaz cytologiczny. W jednej z metod drugim ustawionym prostopadle szkiełkiem rozmazującym nakrywa się materiał, tak aby rozprowadzić go między szkiełkami, a następnie szkiełko rozmazujące przeciąga się ostrożnie do drugiej krawędzi szkiełka podstawowego. W przypadku materiału płynnego lub półpłynnego materiał może zostać rozprowadzony podobnie jak w przypadku rozmazu krwi. Wskazane jest przygotowanie przynajmniej dwóch preparatów z każdej lokalizacji.

BIOPSJĘ CIENKOIGŁOWĄ BEZ ASPIRACJI wykonuje się w podobny sposób, ale bez zastosowania podciśnienia.

Po pobraniu WYMAZU CYTOLOGICZNEGO (np. z pochwy) wymazówkę lub szczoteczkę cytologiczną wystarczy tylko obtoczyć na szkiełku podstawowym i powstały preparat przesłać do laboratorium.

W przypadku badań cytologicznych PŁYNÓW z jamy ciała, innych płynnych próbek czy wydzielin, materiał pobiera się do probówki z EDTA (badanie cytologiczne, określenie liczby komórek) oraz jałowej probówki bez antykoagulantu (oznaczenie białka całkowitego, inne oznaczenia biochemiczne oraz badanie mikrobiologiczne). Następnie przygotowuje się rozmaz z płynu w probówce z EDTA, tak jak w przypadku krwi. Do laboratorium należy przesłać zarówno probówki, jak i rozmaz. Jeśli badanie nie może zostać szybko przeprowadzone warto z części materiału przygotować zagęszczony preparat. Próbkę wiruje się przez 5 min. z prędkością 150-350 × g. Supernatant jest usuwany, a z odwirowanego osadu wykonuję się rozmaz.

Rozmazy cytologiczne najlepiej wykonywać na szkiełkach z zeszlifowanym końcem, co ułatwia ich późniejsze opisanie. Wszystkie rozmazy należy przesłać do laboratorium po uprzednim utrwaleniu poprzez wysuszenie na powietrzu. Nie jest konieczne dodatkowe utrwalenie lub barwienie. Bardzo ważne jest, aby preparat był prawidłowo rozmazany: rozmaz powinna tworzyć jedna warstwa komórek. Pobranie niewielkiej ilości materiału, niedostateczne zachowanie morfologii komórkowej oraz nadmierna grubość rozmazu są częstą przyczyną niskiej jakości próbki, czego konsekwencją są wyniki niediagnostyczne lub niejednoznaczne.

Do laboratorium nie należy przesyłać preparatów cytologicznych w jednym opakowaniu z pojemnikami z formaliną (np. próbkami pobranymi do badania histologicznego).

Podobnie jak w przypadku badania histopatologicznego, niezbędne jest podanie informacji na temat charakteru zmiany (w tym lokalizacji, momentu powstania, rozmiaru), ogólnego stanu klinicznego pacjenta, uprzednio zastosowanego leczenia oraz najbardziej prawdopodobnych rozpoznań różnicowych.