中山二院是国内最先开展尸体解剖的单位。1914年设置临床病理检验室，历史悠久，基础雄厚，经验丰富。日常开展各系统疾病的活体组织检查、内窥镜及各种穿刺小标本、细胞学检查以及手术中冰冻切片病理诊断等；开展组化和免疫组化染色各30多项，每年完成医检16000多例，外院会诊病例5000多例。对各种疑难病例，特别是骨肿瘤和瘤样病变、甲状腺微癌、卵巢肿瘤、乳腺、口腔和神经等器官系统疾病的诊断具有丰富的经验；对骨肿瘤等进行了系统、深入的研究，获得多次科研基金资助。近年来，应用滤纸法进行脱落细胞的各项病理学检查等新技术，大大提高了癌细胞的检出率。