Eine wichtige ergänzende Untersuchung für die histopathologische Diagnostik ist die immunhistologische Untersuchung. Sie beruht auf der Antigen-Antikörper Reaktion und kann Proteine oder andere Strukturen von Zellen sichtbar machen. Dadurch können Gewebeveränderungen (meist Tumore) diagnostisch besser eingeordnet werden. Ferner können hiermit bestimmte Zelleigenschaften direkt mit der Wirksamkeit von therapeutischen Molekülen, z.B. Herceptin bei Brustkrebs in Zusammenhang gebracht werden.