Die Untersuchung synovialer Veränderungen kann zur Diagnose von Gelenkerkrankungen und von systemischen Erkrankungen beitragen. Die Domäne der histopathologischen Diagnostik stellt die Abgrenzung tumoröser von entzündlichen Läsionen dar. Daneben können Kristallarthropathien und bestimmte Stoffwechselerkrankungen sicher diagnostiziert werden. Unter dem histologischen Bild einer granulomatösen Synovialitis können neben einer mykobakteriellen Infektion Sarkoidosen und Fremdkörperreaktionen sowie selten genetische Erkrankungen beobachtet werden. Amyloidosen können auch in der Tunica synovialis subtypisiert werden. Molekulare Methoden erlauben die schnelle und sichere Diagnostik septischer Arthritiden und eine Keimtypisierung. Mittels dieser Methoden können auch reaktive Arthritiden klassifiziert werden, da auch hier häufig DNA oder RNA bestimmter Keime in Gewebe oder Gelenkflüssigkeit nachgewiesen werden kann. Die Diagnose der rheumatoiden Arthritis basiert auf den American College of Rheumatology(ACR)-Kriterien. Molekulare Methoden, wie die Mikro-RNA-Technologie oder proteomische Methoden können die Diagnose unterstützen.