Bei der Hirnbiopsie wird zur Diagnostik noch unklarer Hirnläsionen eine Probe des Gehirns entnommen, um diese weiter untersuchen zu können. Vor allem bei zunehmend symptomatischen Läsionen, die sich auch in der Bildgebung ausbreiten, hat die Hirnbiopsie einen großen Stellenwert. Durch neue Methoden wie Stereotaxie, Neuronavigation, multimodale Bildfusion, MRT- und PET-Diagnostik sind die Verfahren heute sehr treffsicher und tragen wesentlich zur Diagnostik bei.
Häufig erfolgt die Diagnose primärer Hirntumoren über eine Biopsie, vor allem wenn eine Resektion kontraindiziert ist (z. B. Lage des Tumors, Alter). Die genaue Diagnose ist aber trotzdem von hohem Stellenwert, um die weitere Therapie zu planen.