La biopsia de la arteria temporal es el procedimiento definitivo para diagnosticar la arteritis temporal. La ecografía Doppler se utiliza ocasionalmente para localizar la parte de la arteria temporal en la que se va a practicar la biopsia. Después de inyectar un anestésico local, se realiza una incisión superficial directamente sobre la arteria y se extrae un segmento de arteria de al menos 2,5 cm de longitud. Después se sutura la incisión.