Na cirurgia micrográfica, o cirurgião retira o tumor e em seguida remove uma fina camada de tecido das margens laterais e profundas. O paciente aguarda enquanto estes fragmentos são processados por exame de congelação e examinados ao microscópio. Se houver alguma margem comprometida, é feita uma nova retirada de tecido das margens, até que todas elas estejam negativas.

A cirurgia micrográfica é realizada geralmente de forma ambulatorial, com anestesia local. O cirurgião retira o tumor sem margens de segurança alargada, de forma a preservar o máximo de tecido sadio possível. O exame micrográfico analisa toda a margem cirúrgica e decide se há ou não a necessidade de retirar mais tecido acometido pelo tumor, e assim por diante. A cirurgia é feita em ciclos ou estágios, até que toda a lesão cancerosa seja retirada.

O tipo de câncer mais operado com cirurgia micrográfica é o carcinoma basocelular. Mas outros tumores, como carcinomas espinocelulares, certos tipos de melanoma, tumores de anexos, o dermatofibrossarcoma e outros tumores do tecido fibroso também podem ser tratados com a técnica. A cirurgia micrográfica também é indicada para tumores com margens mal delimitadas, áreas críticas – como o redor dos olhos, nariz, boca – e outras regiões em que a extensão do tumor pode provocar deformidades após a cirurgia.