במקרה הצורך, בנוסף להסתכלות ובדיקה קפדנית, ניתן לקחת דגימות מרקמה (ביופסיה). מאחר והרקמה ממנה נלקחת הדגימה היא נטולת עצבים, הרי שפעולה זו אינה מכאיבה כלל.  מטרות הבדיקה

• בירור סיבות לא מוסברות לאנמיה, איבוד תיאבון ו/או ירידה במשקל.
• אבחון נוכחות החיידק הליקובקטר פלורי באמצעות דגימה מהקיבה. (חיידק זה עלול לגרום לכיבים במערכת העיכול ולעיתים נדירות לסרטן).
• גידול סרטני בקיבה או בוושט
• .גילוי דלקת בוושט, קיבה ותריסריון.
• גילוי כיב פפטי בקיבה או בתריסריון.
• בירור תסמינים הקשורים במעי הדק (שלשול, צליאק)

• עצירת דימום שמקורו במערכת העיכול העליונה על ידי קשירת דליות.
• הפסקת דימום מכיב על ידי אנדוקליפס. אנדוקליפס הוא אטב (קליפס) הסוגר את כלי הדם ובכך נסגר הדימום.
• הפסקת דימום מגידולים ממאירים או שפירים.
• הרחבת היצרות במערכת העיכול העליונה.
• שליפת גופים זרים.
• הסרת פוליפים (גידולים שפירים) ו/או לקיחת דגימות רקמה למעבדה, תוך כדי בדיקה.
• לקיחת ביופסיה לצורך הליקובקטר.
•  החדרת צינור הזנה דרך דופן בקיבה. במקרים חריגים: החדרת זונדה לתריסריון.

 על המטופל להיות בצום לפחות 8 שעות לפני הבדיקה ולשתות מים עד 3 שעות לפני הבדיקה. בדיקת הגסטרוסקופיה מבוצעת תחת זריקת טשטוט. בבדיקה שוכב המטופל על צידו והרופא מחדיר צינור אלסטי דק שבקצהו מצלמה וסוקר את מערכת העיכול העליונה.  במהלך הבדיקה צופה הרופא במסך טלוויזיה הנמצא בחדר הבדיקה, עליו הוא רואה את צילומי הווידאו של דרכי העיכול העליונים. צפייה זאת מאפשרת לרופא לאתר שינויים קטנים ברקמות השונות.