神経生検と筋生検は通常同時に行われる（訳注：対象疾患に応じて個別に行われることも多い）。
多発神経障害が軸索障害型か脱髄障害型かを鑑別する上で，他の検査で結論が得られない場合，神経生検が有用となる可能性がある。障害された領域を支配する1本の神経を選ぶべきである。多発神経障害が血管炎によるものである可能性がある場合は，特徴的な血管異常の検出確率を高めるため，皮膚を含めて検体を採取すべきである。生検で神経終末がなくなっているのがわかれば，皮膚パンチ生検をおこなうことで小径線維の多発神経障害（小径線維ニューロパチー）を確認できる可能性がある。
筋生検はミオパチーの確定診断に役立つ可能性がある。
