Η βιοψία αποτελεί την εξέταση εκλογής για τη διάγνωση της κροταφικής αρτηρίτιδας. Πρέπει να πραγματοποιείται όχι αργότερα από την πρώτη εβδομάδα, από την έναρξη της θεραπευτικής αγωγής, ειδάλλως ενδέχεται να μην είναι διαγνωστική. Η κροταφική αρτηρία βρίσκεται επιφανειακά στο δέρμα του κροτάφου, μπροστά από τα αυτιά και συνεχίζεται στο τριχωτό της κεφαλής.

Στη βιοψία της κροταφικής αρτηρίας αφαιρείται ένα μικρό κομμάτι (τουλάχιστον 2 εκ.) της αρτηρίας, αποστέλλεται στο εργαστήριο και εξετάζεται στο μικροσκόπιο. Η επέμβαση πραγματοποιείται υπό τοπική αναισθησία. Περιλαμβάνει τομή περίπου 4 cm.  Διεξάγεται με τη βοήθεια doppler για να εντοπιστεί ακριβώς η πορεία της αρτηρίας  και διαρκεί λιγότερο από 1 ώρα.