Diğer birçok kanserde olduğu gibi meme kanserinin de kesin tedavisi tespit edilen kitleden bir doku örneği alınması ve patoloji uzmanı tarafından incelenmesidir. Bu işleme 'biyopsi' denilmektedir. Memedeki bir kitlenin biyopsisi basit bir şırınga ve muayene odası koşullarında ultrason rehberliğinde veya olmadan yapılabilmekte ve şüpheli olarak Kabul edilen kitlelerde ilk yapılması gereken testtir. Giderek artıyor Kalın iğne biyopsiler, cildi keserek kitlenin bir kısmının veya tamamının çıkarılması şeklindeki açık cerrahi biyopsiler, bulunması güç olan çok küçük kitlelerin çıkarılması için iğne ile işaretlendikten sonra yapılan biyopsiler en sık başvurulan yöntemlerdir. Ayrıca memenin tomografisi ve son yıllarda kanserin taramasında artan bir şekilde kullanılan PET-CT tekniği de memedeki kitlelerin karakteri hakkında bilgi verebilmektedir. Meme kanserine özel olan ve tümör markerleri olarak adlandırılan bazı maddelerin kanda ölçümü meme kanserinin tanısı ve takibi için kullanılmaktadır.