神经系统疾病诊断的辅助检查之一。有助于周围神经病、特别是慢性多发性单神经病或多发性神经病的定性诊断。
自1966年P.J.戴克（P.J.Dyck）首先倡导腓肠神经活检术后，在世界上得到广泛应用。
神经活检对各型病理改变、病因和发病机制均有重要意义，可发现某些特异性改变，是其他检查不能取代的。适应证是各种原因导致的周围神经病，儿童的适应证还包括异染性白质营养不良、肾上腺脑白质营养不良和克拉伯病（Krabbe disease）。可帮助诊断血管炎如结节性多动脉炎（polyarteritis nodosa; PAN）、原发性淀粉样变性、麻风性神经炎、多葡聚体病、蜡样质脂褐质沉积病、恶性血管内淋巴瘤及某些遗传代谢性周围神经病等，还有助于脱髓鞘性周围神经病（如古兰-巴雷综合征）与轴索损害性周围神经病（如糖尿病、酒精中毒性周围神经病）的鉴别。由于周围神经病的原因较复杂，腓肠神经活检也仅限于感觉神经，因此周围神经的诊断仍需结合临床和其他实验室检查如神经电生理结果进行综合考虑。
为避免严重影响神经功能，取材多选浅表的感觉神经远端支。多选外踝部位的腓肠神经，原因是该神经走行表浅、易于寻找和后遗症轻微（仅为足背外侧皮肤麻木或感觉丧失，不会遗留运动障碍）。其他的神经活检取材部位还包括腓浅神经的分支等。
神经活组织检查的操作过程为在局麻下，沿神经走行切开皮肤，找出神经，将一部分神经束剪取1～2厘米的一段。由于该神经位置存在变异，术前应用电生理或超声检查定位神经及其分支可以减少术中定位困难的情况从而使切口愈合更快。操作中注意不要挤压神经束，以避免人为损伤。将取好的材料置于固定液中保存备检。但若患者存在踝部皮肤溃疡、感染者不宜作活检；而小腿神经营养障碍或缺血性改变时操作则要慎重。取神经活检后宜给予抗生素预防感染，促进愈合。神经活检标本主要进行常规病理、电镜及组织化学检查，其中病理检查方法包括常规组织学染色、髓鞘染色、半薄切片和超薄切片、刚果红染色和免疫组织化学染色等。处理后可观察到神经组织的纤维密度和分布情况，髓鞘有无脱失，轴索变性和再生情况；了解周围神经损害的程度和性质；神经间质是否存在炎性反应和新生血管等。电镜超微结构观察可了解线粒体的功能状态以及有无糖原颗粒和脂肪滴增多等。从而进一步明确病变。