Luuydintutkimukseen päädytään yleensä silloin, kun lapsipotilaan verenkuvassa havaitaan poikkeavuus kahdessa tai useammassa solulinjassa. Hemoglobiinin, leukosyyttien ja trombosyyttien kohdalla poikkeavuus on ikään sopivia viitearvoja alhaisempi arvo. Leukosyyttien osalta kiinnitetään huomiota myös poikkeuksellisen korkeisiin arvoihin. Luuydintutkimukseen voidaan päätyä myös, mikäli yhdessä solulinjassa havaittu poikkeavuus ei korjaannu muutaman kuukauden seurannan aikana tai jos tämän poikkevuuden lisäksi havaitaan jo alussa punasolujen koon suureneminen.
Potilas tulee osastolle näytteenottopäivän aamuna syömättä ja juomatta. Potilaalle annetaan näytteenottoa varten kevyt nukutus. Luuydinnäyte otetaan alaselästä suoliluun harjanteesta (kristapunktio). Iho ja luukalvo puudutetaan, minkä jälkeen luuydinneulalla edetään luun pintaan ja neulan kärki viedään luuydinonteloon. Nestemäistä luuydintä imetään ruiskulla pieniä määriä kerrallaan.