A biópsia da artéria temporal é o procedimento definitivo para o diagnóstico de arterite temporal. A ultrassonografia Doppler é ocasionalmente usada para localizar a parte da artéria temporal ideal para a biópsia. Após injetar um anestésico local, faz-se uma incisão superficial diretamente sobre a artéria e extrai-se um segmento de pelo menos 2,5 cm. A incisão é então suturada.