Do badania pacjent proszony jest o opróżnienie pęcherza moczowego. Lekarz delikatnie wprowadza cystoskop do cewki moczowej i przesuwa go w stronę pęcherza. Przez cystoskop wprowadza się niewielką ilość sterylnego płynu (np. sól fizjologiczną), co pozwala rozciągnąć ściany pęcherza i uzyskać lepszy obraz wnętrza. Dzięki kamerze na końcu cystoskopu lekarz może na monitorze obserwować wnętrze cewki moczowej oraz pęcherza moczowego. Jeśli jest to konieczne, może także pobrać wycinki tkanki do dalszej analizy (biopsja) lub przeprowadzić drobne zabiegi, takie jak usunięcie polipa czy kamienia. Badanie trwa zwykle od kilku do kilkunastu minut, w zależności od tego, czy podczas cystoskopii wykonywane są dodatkowe zabiegi diagnostyczne lub terapeutyczne.