Z tego względu biopsja w tętnicy bez wyraźnych oznak klinicznych zapalenia musi być bardziej rozległa, a jeśli jest ujemna, to należy ją przeprowadzić w tętnicy skroniowej po stronie przeciwnej. Lepiej przeprowadzić biopsję przed rozpoczęciem leczenia glikokortykosterydami, jednak histopatologiczne cechy zapalenia pozostają widoczne nawet po 2 tygodniach leczenia i z tego względu nie należy opóźniać terapii ze względu na wykonanie biopsji. Ujemny wynik biopsji nie wyklucza istnienia choroby.
W klasyczne cechy histopatologiczne widoczne w bioptatach to: zapalenie z ziarniniakowatym naciekiem w skład którego wchodzą wielojądrzaste komórki olbrzymie, limfocyty i makrofagi i które zlokalizowane jest zwykle na granicy między błoną wewnętrzną i środkową tętnicy. Jednak taki obraz stwierdza się zaledwie w ok. 50% biopsji. Często jest to obraz przewlekłej reakcji zapalnej, lecz bez obecności komórek olbrzymich który lokalizuje się w głównie w bezpośredniej bliskości uszkodzonej blaszki sprężystej. Rzadziej zmiany zapalne dotyczą błony zewnętrznej naczynia i vasa vasorum.