Postoje dvije glavne komponente bronhoskopije s biopsijom. Prva je bronhoskopija, što je jednostavan postupak u kojem liječnik uvodi tanku cjevčicu u bronhijalne cijevi pacijenta kako bi mogao vidjeti bilo kakve ozljede ili znakove bolesti. Ako liječnik naiđe na dio sumnjivog tkiva, tanki uređaj za rezanje može se uvesti kroz bronhoskopsku cijev kako bi se odrezao komad tkiva za biopsiju. Bronhoskopija s biopsijom uzrokuje minimalnu nelagodu pacijentu, a pruža vrijedne informacije za pacijentov medicinski tim.
Liječnik će rijetko znati namjerava li obaviti bronhoskopiju s biopsijom prije nego što napravi vizualnu procjenu unutrašnjosti pluća pacijenta. Sumnjiva područja koja se pojavljuju na rendgenskim snimkama ili drugim neinvazivnim pretragama mogu ukazivati na moguću potrebu za biopsijom, ali liječnik će obično donijeti odluku da odsječe mali dio pluća pacijenta tek nakon pregleda područja bronhoskopom . Ako neko područje izgleda kao da bi moglo biti kancerogeno, liječnik će uzeti mali komad pacijentovog tkiva za analizu u laboratoriju. Analiza uzorka biopsiranog tkiva dat će pacijentovom medicinskom timu informaciju o tome je li to područje kancerogeno i koliko uznapredovali rak može biti.
U većini slučajeva, pacijent je svjestan zbog bronhoskopije, iako mnogi ljudi dobivaju lijekove koji im pomažu da se opuste. Područje oko nosa ili grla utrnulo se lokalnim anestetikom, a liječnik uvodi bronhoskop u dišne putove pacijenta. Uvođenje bronhoskopa kroz nos omogućuje liječniku da pogleda gornje dišne puteve, dok korištenje usta omogućuje korištenje veće cijevi, a time i većeg alata. Kraj bronhoskopa je opremljen malim svjetlom i kamerom, što omogućuje liječniku da vidi pacijentova pluća.
Kako bi se obavila bronhoskopija s biopsijom, liječnik uvodi biopsijske instrumente u pluća pacijenta kroz bronhoskop. Na taj način liječnik može dobiti komad tkiva za biopsiju odmah nakon što vidi sumnjivo područje, bez potrebe za drugim zahvatom. Nakon bronhoskopije s biopsijom, pacijent može imati upalu grla i minimalnu nelagodu koja bi trebala nestati u roku od nekoliko dana.