Le myélogramme est réalisé par ponction de moelle osseuse au niveau du sternum (adulte) ou des crêtes iliaques postérieures ou antérieures (adulte et enfants) avec une grosse aiguille appelée  trocard.
Cet examen de quelques secondes est réalisé sous anesthésie locale (à moins qu’une autre intervention ne nécessite une anesthésie générale chez l’enfant). Le gaz Meopa peut être utilisé comme anesthésique adjuvant.
Il peut être réalisé au niveau du sternum même en cas de taux de plaquettes très bas, de prise d’aspirine ou d’anticoagulants.
Le prélèvement est étalé sur une lame pour analyse cytologique (c’est le frottis de moelle, qui permet d’analyser la répartition et l’aspect des cellules), et un examen cytogénétique (étude des chromosomes) est réalisé. D’autres  analyses peuvent être réalisées selon le contexte.

Au diagnostic d’aplasie médullaire, cet examen permet d’éliminer d’autres pathologies responsables d’une baisse de toutes les lignées sanguines et oriente le diagnostic. Il doit être confirmé par une biopsie de moelle osseuse.
Chez les patients présentant une aplasie médullaire congénitale, et après traitement immunosuppresseur cet examen doit être réalisé environ 1 fois par an pour vérifier l’absence d’apparition d’anomalies supplémentaires.