Le biologiste médical valide les résultats d'une analyse médicale. Il contrôle des données biologiques (taux de sucre, de cholestérol, numération globulaire...), ou dépiste des virus ou des bactéries via des prélèvements (sang, urine, tissus...).
L'analyse médicale est un élément essentiel pour poser un diagnostic médical, en complément de l'examen des signes cliniques. Le biologiste médical supervise ces actes d'analyse et les interprète. Il suit une procédure très réglementée (régie par le Code de la santé publique) qui engage sa responsabilité. Qu'il s'agisse de sang, d'urine, de cellules ou de tout autre type de prélèvement, il doit faire respecter les consignes éthiques et techniques qui garantissent à la fois le confort du patient et la non contamination de l'échantillon.
Dans son rôle de chef d'équipe, il contrôle le travail des techniciens d'analyses biologiques. Étant responsable de la validité du résultat, il doit s'assurer que les appareils sont correctement calibrés et utilisés. Enfin, c'est lui qui signe le rapport d'analyse et y ajoute d'éventuels commentaires, qui serviront au médecin lors de l'établissement de son diagnostic.
Ses connaissances en biologie et son expérience de l'analyse lui permettent de concevoir de nouveaux protocoles susceptibles de répondre à de nouveaux besoins d'analyse. Cela s'apparente à un travail de recherche et développement.