Kemik iliği biyopsisi, çeşitli kemik iliği ve kan hastalıklarının ayırıcı tanısı için öncelikli olarak yapılır. Endikasyonları şunları içermekle birlikte bunlarla sınırlı değildir:
* Standart tedavilere dirençli ve beslenme eksikliklerine (örn. demir, B12, folik asit) bağlanamayan dirençli anemilerin araştırılması.
* Genellikle anemi ile birlikte görülen anormal lökosit (lökopeni veya lökositoz) ve trombosit (trombositopeni veya trombositoz) sayılarının değerlendirilmesi.
* Glikojen depo hastalıkları gibi kemik iliğini etkileyen metabolik hastalıkların teşhisi.
* Lenfomaların evrelenmesi ve solid organ kanserlerinin kemik iliğine metastaz yapıp yapmadığının değerlendirilmesi.
* Aplastik anemi ve miyelodisplastik sendromlar dahil olmak üzere kemik iliği yetmezliği sendromlarının teşhisi.