病理検査（びょうりけんさ、Pathological examination）とは、病気(疾患)の診断や原因（病因）の究明を目的として、手術または検査の目的で採取された臓器、組織、細胞などを対象に顕微鏡等を用いて詳しい診断を行うことである。同義語に病理診断、病理組織学的診断などがある。臨床検査のひとつ。

• 病理標本作製等の病理学的検査も病理検査と呼ばれているので、病理医が行う医行為であることを強調する場合には病理診断と呼ぶほうが適切である。
• 病理検査は患部の検査(検体検査)ではあっても、患者にとっては患部の診断である。病理診断書に書かれた診断が最終診断となることもある。