来自手术的组织样本将被发送给病理学家。病理学家是一名检测细胞来发现疾病的专家。对于脑部或脊柱肿瘤，病理学家应该是神经病理学家。病理学家会使用显微镜来检查样品。
　　 所有实验室结果都记录在病理报告中，获取病理报告的副本是个好主意。它用于计划治疗。病理报告完成后，所有医生之间的会议可能对治疗计划有所帮助。
　　
　　 组织学分型
　　 如果存在癌症，病理学家将研究癌细胞的部分以对疾病进行分类。这称为组织学分型。病理报告将说明癌症是否发生在中枢神经系统或其他地方。如果癌症是神经胶质瘤，则该类型将在报告中注明。
　　
　　 分子检测
　　 患者可以检测任何身体分子来评估患者的健康状况，这被称为生物标志物。
　　 胶质瘤可以在存在生物标志物的人之间不同。病理学家可以进行分子（aka生物标志物）测试以帮助诊断和治疗计划。手术后，如果癌症是神经胶质瘤，通常会进行三种生物标志物的检测。接下来描述这些生物标志物。
　　
　　 1p19q co-deletion
　　 易位是两条染色体之间部分的转换。少突神经胶质瘤的标志是易位，导致新染色体的丢失。该标记也出现在许多少突细胞瘤中。
　　 易位发生在染色体1和19之间。当新染色体的两个部分丢失了，它被称为1p19q co-deletion。PCR（聚合酶链反应）和FISH（荧光原位杂交）是可以显示是否的测试存在删除。测试结果用于诊断和治疗计划。放射和化疗似乎比没有共缺失的细胞更好地处理1p19q co-deletion的癌细胞。
　　
　　 IDH1和IDH2突变
　　 IDH1和IDH2是细胞中的蛋白质。许多II级和III级神经胶质瘤在这些蛋白质的基因中具有突变。这些突变也见于胶质母细胞瘤，起始于II级或III级胶质瘤。
　　 IHC（免疫组织化学），PCR或焦磷酸测序是IDH1或IDH2基因突变的测试。测试结果有助于诊断和治疗计划。如果癌细胞具有IDH1或IDH2基因突变，那么接受放疗或烷化剂化疗的人往往会活得更长。
　　
　　 甲基鸟嘌呤甲基转移酶(MGMT)
　　 甲基鸟嘌呤甲基转移酶是修复受损DNA的细胞中的蛋白质。它有助于修复被烷化剂化疗损伤的DNA。
　　 有助于制造MGMT的基因在一些高级别胶质瘤中被漠视。MGMT基因是当打开它的DNA部分（称为启动子区域）被甲基化时无视。甲基化DNA添加了称为甲基的化学物质。
　　 MGMT启动甲基化的测试是PCR和焦磷酸测序。测试结果用于治疗计划。与未甲基化区域相比，烷化剂化疗对于具有甲基化MGMT启动子区域的胶质母细胞瘤总体上更好地起作用。