Hauptaufgabe der Zytopathologie ist die nicht-invasive Diagnostik von Tumoren. Anders als in der Histopathologie, bei der Gewebeproben untersucht werden, erfolgt die Tumordiagnostik hier an Zellen. In Deutschland existieren für dieses Aufgabengebiet, das integraler Teil des Gesamtfaches Pathologie ist, nur sehr wenige spezialisierte universitäre Einrichtungen, zu denen auch die Zytopathologie in Düsseldorf gehört.
Die Zytopathologie wird sowohl im Bereich der Krebsvorsorge und Früherkennung, als auch in der Vorfelddiagnostik bei Patientinnen und Patienten mit Krebsverdacht und darüber hinaus in der Tumornachsorge aktiv. Bei der Krebsvorsorge erfolgt die Analyse auf der Basis von Abstrichen oder Untersuchungen von Körperflüssigkeiten. Ziel ist es, die Erkrankung möglichst in heilbaren Vor- oder Frühstadien zu erkennen. Besteht bei Erkrankten bereits Krebsverdacht, werden entweder Abstriche von Schleimhäuten oder mit feinen Nadeln gewonnene Punktate von krebsverdächtigen Knoten innerer Organe untersucht. Die gewonnenen Ergebnisse zeigen, ob tatsächlich ein Tumor vorliegt, und falls ja, um welche Art es sich dabei handelt. Durch dieses Verfahren können häufig operative diagnostische Eingriffe erspart werden.
Bei der Arbeit der Zytopathologinnen und Zytopathologen spielt das Screening von Risikogruppen auf spezielle Krebsarten wie Mundkrebs, Lungenkrebs, Rippenfellkrebs (malignes Mesotheliom), Gebärmutterhalskrebs oder Harnblasenkrebs eine wichtige Rolle. Darüber hinaus wird die zytologische Diagnostik zur Abklärung bei lokalem Krebsverdacht eingesetzt. Gute Ergebnisse werden auch im Bereich der Rezidiv- beziehungsweise Metastasendiagnostik bei bekanntem Primärtumor sowie bei der Abklärung von Erkrankungen mit unbekanntem Primärtumor erreicht. Nach einer Strahlen- oder Chemotherapie, z.B. bei Hornhaut- oder Bindehaut-, Prostata- und Harnblasenkarzinomen, wird die zytologische Diagnostik zur Beobachtung des Krankheitsverlaufs eingesetzt.
Neben der mikroskopischen Untersuchung verschieden gefärbter Zellen werden in der zytologischen Diagnostik weitere Spezialmethoden zur Untersuchung angewandt. Zur Früherkennung von Karzinomen und der Einstufung ihrer Bösartigkeit greift man beispielsweise auf die DNA-Bildzytometrie oder die Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) zurück; die Immunzytochemie wird zur exakten Typisierung von Tumoren genutzt. Zur Früherkennung bestimmter Tumoren wie beispielsweise des Mesothelioms oder des Schilddrüsenkarzinoms kann ergänzend die AgNOR-Analyse eingesetzt werden.