Данная методика основана на изученном факте: лимфа от раковой опухоли оттекает в конкретный рядом расположенный лимфатический узел – сторожевой. Если в этом лимфоузле нет метастазов – не разумно удалять все остальные лимфатические узлы, так как дальнейшее распространение по лимфатическому коллектору происходит последовательно уже из этого узла к последующему. Выполнение при этом лимфодиссекции неоправданно увеличивает объём операции, удлиняет послеоперационный период за счёт более длительной лимфореи, подвергает пациента большему риску отёка верхней конечности, нарушению функции плечевого сустава, боли и нарушению чувствительности в зоне операции.
Применение технологии биопсии сторожевого узла является стандартом в лечении при раннем раке молочной железы и отсутствии признаков поражения лимфатических узлов.
Существует три метода выявления сигнальных лимфатических узлов: с помощью красителей (контрастный способ), радиоизотопным методом и их комбинацией.
Используют несколько вариантов введения красителя и изотопа: интратуморальное (в опухоль), перитуморальное (рядом с опухолью) и подкожное (внутрикожное, субареолярное). Перитуморальный способ введения наиболее эффективен при поиске парастернальных лимфатических узлов. При внутрикожном введении лучше идентифицируются подмышечные лимфатические узлы.
При контрастном способе для обнаружения сигнальных лимфоузлов используют специальные красители (blue dye, лимфозурин). Применение других красителей (метиленовый синий, зеленый индоцианин, индигокармин) может привести к жировому некрозу ткани. Краситель вводят подкожно или перитуморально за 20 мин до операции. После введения красителя окрашивание сторожевых лимфоузлов происходит через 10—20 мин. Место разреза для биопсии можно определить при этой методике лишь приблизительно, что иногда может приводить к большой затрате времени и увеличению объема удаляемых тканей. Введение изотопа позволяет более точно установить проекцию лимфоузлов, тем самым уменьшить объем «излишней» лимфодиссекции.
При радиоизотопном исследовании радиофармпрепарат вводят подкожно за 2—4 ч или за день (предпочтительно) до операции. При лимфосцинтиграфии сначала определяют и маркируют на коже узлы с наибольшей γ-активностью. 
Во время операции узлы идентифицируются при помощи γ-детектора.
Использование комбинации этих методик, обеспечивает не только быстрое и точное определение области расположения, но и визуализацию лимфатических узлов. Количество лимфатических узлов, удаляемых во время биопсии, варьирует. Подлежат изъятию лимфоузлы, накапливающие краситель и изотоп, а также узлы, подозрительные на метастазы. Оптимальным является удаление не более 5 лимфоузлов. Более обширная диссекция не повышает чувствительность методики, но может увеличивать количество осложнений.
Удаленные сигнальные лимфатические узлы направляют на срочное морфологическое исследование (срезы получают на замораживающем микротоме). Результаты позволяют решить вопрос (уже во время операции) о необходимости полной подмышечно-подключично-подлопаточной лимфаденэктомии. Для обнаружения микрометастазов лучше использовать иммуногистохимическое исследование лимфатических узлов на цитокератин.
Применение методики требует наличия расходных материалов и оборудования: blue dye, лимфозурин, радиофармпрепарат (желательно нанноколоидный), γ-детектор. Данное оборудование и расходные материалы не дорогие (не позволяют получить чиновникам больших откатов при их приобретении), а потому редки в отечественных бюджетных учреждениях. Применение методики удлиняет время операции, требует участия смежных специалистов: сотрудников кабинета лимфосцинтиграфии, а также и сотрудников и оборудования для проведения срочного гистологического исследования лимфатических узлов.
Для оценки поражённости лимфатического сторожевого узла может применяться и молекулярноый метод анализа (без гистологической службы). Метод основан на выявлении в ткани лимфатического узла специфичной для протокового рака молочной железы РНК. Основное преимущество молекулярного метода - скорость и стоимость (в развитых странах работа оборудования дешевле труда высококвалифицированных кадров).
Аппарат RD-100i фирмы Sysmex для экспресс-анализа поражённости лимфатических узлов при раке молочной железы.
Технология картирования узлов
Данная технология основана на разделении путей лимфооттока: от верхней конечности и от молочной железы. При ней изотоп вводят как при описанной выше биопсии сторожевого лимфатического узла, а краситель – в области локтевого сгиба. Сторожевой узел находят по уже описанной методике. При его поражении – прокрашенные лимфатические узлы (которые собирают лимфу от верхней конечности) при операции не удаляют. Это позволяет выполнить селективную лимфаденэктомию и избежать осложнений, свойственных полной подкрыльцовой лимфодиссекции.