במידה והרופא חושד שנקודה בעור היא מלנומה, החולה יצטרך לעבור ביופסיה (biopsy).  ביופסיה היא הדרך היחידה לאבחון סופי.  בתהליך הביופסיה, הרופא מנסה להסיר את כל הגידול החשוד.  זוהי ביופסיה ניתוחית (excisional biopsy).  אם הגידול גדול מדי להסרה, הרופא יסיר חלק ממנו.  הרופא לעולם לא "יגלח" או יצרוב (cauterize) גידול החשוד כמלנומה.
 
ביופסיה יכולה להתבצע בדרך כלל במשרדו של הרופא תוך הרדמה מקומית (local anesthesia).  לאחר מכן, רופא פתולוג (pathologist) יבחן את הרקמה תחת מיקרוסקופ לאיתור תאים סרטניים.  לפעמים רצוי שהרקמה תיבדק על ידי יותר מפתולוג אחד.
אדם הנזקק לביופסיה ירצה לשאול את הרופא שלו את השאלות הבאות:

• מדוע אני זקוק לביופסיה

•  כמה זמן התהליך ייקח? האם זה יכאב

•  האם הגידול כולו יוסר

•  מהן תופעות הלוואי של תהליך הביופסיה

•  מתי אדע את התוצאות

•  אם יש לי סרטן, מי ידבר איתי בנוגע לטיפול? מתי