估计手术能够完整切除且不严重影响相关脏器的功能者，可以直接进行手术。近年的NCCN指南已经明确，如果要进行新辅助治疗，需要取活检。应该注意不适当的活检可能引起肿瘤的破溃、出血和增加肿瘤播散的危险性：尤其对于部位较深的，如肿瘤位于十二指肠，进行活检需慎重。
1.手术前活检：（1）对于大多数可以完整切除的GIST，手术前不推荐常规活检或穿刺。（2）需要联合多脏器切除者，或手术后可能影响相关脏器功能者，术前可考虑行活检以明确病理诊断，且有助于决定是否直接手术，还是术前先用药物治疗。（3）对于无法切除或估计难以获得R0切除的病变，拟采用术前药物治疗者，应先进行活检。（4）经皮穿刺，适用于肿瘤已经播散或复发的患者。（5）初发且疑似GIST者，术前如需明确性质（如排除淋巴瘤），首选超声内镜引导下穿刺活检：超声内镜引导下进行的穿刺活检，造成脓内种植的概率甚小。（6）对于直肠和盆腔肿物，如需术前活检，推荐经直肠前壁穿刺活检。（7）活检应该由富有经验的外科医师操作。
2.细针活组织检查：在超声引导下细针穿刺（EUS-FNA），与手术标本的免疫组化染色表达一致性可以达到91%.诊断准确性达到91%。对有高危EUS特征的患者不行穿刺活检，直接手术切除病灶。
3.内镜活组织检查：依靠内镜下引导活检常难以明确病理诊断.因为只有GIST累及黏膜时才有可能取到肿瘤组织，且偶可导致肿瘤严重出血，需要慎行。
4.术中冰冻活检：不推荐常规进行术中进行冰冻活检，除非手术中怀疑GIST有周围淋巴结转移或不能排除其他恶性肿瘤。