Selama gastroskopi, dokter dapat melakukan pemeriksaan patologi berdasarkan hasil gastroskopi pasien. Patologi berarti mengambil sepotong kecil jaringan mukosa dari perut dan meletakkannya di bawah mikroskop untuk melihat perubahan apa yang telah terjadi pada sel. Kasus yang paling umum adalah lesi inflamasi, lesi neoplastik, lesi ulseratif untuk biopsi. Biopsi patologis yang paling penting adalah untuk membedakan antara lesi neoplastik dan non-neoplastik, untuk asal epitel disebut kanker paru-paru atau kanker esofagus. Umumnya, dibutuhkan waktu 3-5 hari untuk mendapatkan hasil pemeriksaan patologis, jika ada keraguan atau kecurigaan dalam pemeriksaan patologis, atau jika ada kecurigaan kanker, atau jika jenis tumor tidak dapat ditentukan, pemeriksaan imunohistokimia dapat ditambahkan, yang akan memakan waktu sekitar 5 hari.