Цитологическое исследование основано на изучении с помощью микроскопа особенностей строения клеток, клеточного состава органов тканей, жидкостей организма человека и животных в норме и при патологических процессах. Цитологические исследования широко применяются в биологии для изучения закономерностей строения и жизнедеятельности клетки, а в медицине — для диагностики различных заболеваний.

Различают цитологическое исследование так называемого эксфолиативного материала (мокрота, моча, сок предстательной железы, смывы из различных органов во время эндоскопии, а также из шейки и полости матки, выделения из молочных желез, соскобы и отпечатки с эрозированных или язвенных поверхностей, свищей, ран, жидкость из суставных и серозных полостей, цереброспинальная и амниотическая жидкость); пунктатов (материала, полученного при аспирационной диагностической пункции, преимущественно тонкой иглой) и отпечатков с удаленных тканей, например поверхности свежего разреза оперативно удаленной или взятой для гистологического исследования ткани.

С помощью цитологического анализа оценивают состояние эпителия, мезотелия и степень его пролиферации; гормональную активность у женщин; контролируют степень повреждения опухолевых клеток при лечении злокачественных опухолей, изменения гормонального статуса под влиянием гормональной терапии, следят за динамикой заживления ран и др. Широко применяют во время операций для срочного решения диагностических задач (установления природы патологического процесса, выявления метастазов опухоли или ее прорастания в окружающие ткани, наличия клеток опухоли в краях операционного разреза и др.). Значение такого исследования особенно велико при необходимости анализа рыхлых, крошащихся масс, костных и обызвествленных тканей или очень мелких очагов, не пригодных для срочного гистологического исследования.

Ожидаемый результат цитологического исследования зависит от того, насколько правильно получен материал (непосредственно из участка поражения или вблизи него, из участка некроза, кровоизлияния и т.д.). Во многих случаях врач-цитолог лично участвует в проведении пункций и других манипуляций, направленных на получение материала для цитологического исследования.