El estudio histológico de lesiones que afectan al tejido óseo permite discriminar entre procesos inflamatorios (osteitis y osteomielitis), osteopatías degenerativas, procesos reactivos (p.e. osteosíntesis secundaria a una periostitis) y neoplasias. Sucede sin embargo que, los tumores esqueléticos, al igual que cualquier proceso neoplásico cuando reproduce el tejido a partir del cual se origina, pueden llegar a  estar compuestos por una gran parte de tejido óseo histológicamente normal que ha sido sintetizado por el mismo tumor. Es decir, dentro del mismo osteosarcoma, suelen confluir zonas de neoplasia activa (compuestas por osteoblastos tumorales produciendo una matriz osteoide indiferenciada) junto a zonas de tejido óseo ya maduro, derivado del  mismo tumor, que histológicamente son indistinguibles de un  tejido óseo reactivo no neoplásico. Hay que tener en cuenta, además, que procesos inflamatorios o traumáticos del tejido óseo pueden derivar en la aparición de osteosíntesis reactiva, de características idénticas a las que pueden asociarse a un crecimiento neoplásico.

En cualquier otro proceso neoplásico formado por tejidos blandos esta característica no supondría un problema que pudiese dar pie a un error de diagnóstico, ya que fácilmente puede muestrearse la lesión mediante varias biopsias procedentes de distintas zonas del tumor. En osteosarcomas, sin embargo, debido a la localización del tumor y su consistencia, la toma de biopsias suele resultar dificultosa. Y así, puede suceder que, examinando una o pocas muestras de biospia obtenidas del mismo interior de un osteosarcoma, se estén analizando áreas de hueso producido por el tumor que histológicamente no tienen  características neoplásicas.

Para evitar este inconveniente, ante la sospecha de un tumor esquelético, es recomendable remitir al laboratorio muestras de tejido en un número elevado y que procedan de distintas áreas de la lesión, con el fin de aumentar las posibilidades de detectar focos de células neoplásicas y no sólo tejido óseo producido por el tumor. En contrapartida al inconveniente que esto supone, la ventaja de estas biopsias es que, por la naturaleza del tejido, raramente sufren artefactos de compresión u otras alteraciones durante su obtención. Es decir, las muestras de tejido de la lesión pueden obtenerse sin riesgo de dañar el tejido, ya sea mediante bisturí, o incluso realizando un lagrado mediante una cucharilla de las partes más endurecidas. Todo el material que se obtenga, incluso si se fragmenta en forma de espículas óseas o “arenilla”, se aprovecha para remitirlo al laboratorio.

Por lo mismo que se ha comentado anteriormente, no es recomendable emplear para estas muestras agujas de biopsia para hueso. Estas biopsias obtienen fragmentos de tejido muy delimitados en el espacio, que pueden no ser representativos de las áreas de proliferación tumoral.