La coloscopie permet d'examiner la totalité de la paroi interne du gros intestin à l'aide d'un endoscope. L'endoscope se compose d'un tuyau souple muni d'une fibre optique et possède une source lumineuse à l'une de ses extrémités. Ce type d'endoscope permet d'explorer les parois des cavités du corps ou des organes creux.
La première étape consiste à vider le gros intestin (voir radiographie). L'endoscope est ensuite introduit via l'anus.
On parle de recto-sigmoïdoscopie lorsque l'endoscope ne remonte pas plus haut que le côlon sigmoïde.
L'endoscope permet de prélever de petits fragments de tissu suspect, par exemple un polype. Le tissu prélevé est ensuite récupéré et examiné au microscope. Cette phase a bien entendu une importance capitale pour la pose d'un diagnostic correct. C'est la seule manière d'obtenir une réponse certaine quant à la nature cancéreuse ou non d'une anomalie.