Η παθολογία (Pathology) αφορά τη μελέτη των αλλαγών στις κυτταρικές δομές και ιστούς που οφείλονται σε ασθένειες. Η Τηλεπαθολογία είναι η εφαρμογή της παθολογικής ανατομίας από απόσταση.
Ο παθολογοανατόμος χρησιμοποιώντας μια εφαρμογή τηλεπαθολογίας μελετά δείγματα ιστού από το μικροσκόπιο. Η τηλεπαθολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε για την απόκτηση δεύτερης γνώμης είτε ακόμη και για την πρώτη διάγνωση από τον απομακρυσμένο ειδικό. Ήδη από το 1968 είχε αναπτυχθεί μια πειραματική διάταξη η οποία με την χρήση μιας μαυρόασπρης κάμερας συνδεδεμένης σε ένα μικροσκόπιο, μετέδιδε εικόνες παθολογοανατομικές μέσω μικροκυμματικής ζεύξης. Παρότι η εφαρμογή δεν είχε κλινικό χαρακτήρα ,πέτυχε να αναδείξει τις δυνατότητες ανάπτυξης τέτοιων τηλεϊατρικών εφαρμογών. Το 1986 με την χρήση δορυφορικών διαύλων και μιας υψηλής ευκρίνειας κάμερας συνδεδεμένης σε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έγινε δυνατή μετάδοση υψηλής ανάλυσης εικόνων βιοψίας αλλά και ο εξ΄ αποστάσεως μηχανικός έλεγχος του μικροσκοπίου(εστίαση, μεγέθυνση κλπ.)
Συχνά οι εξειδικευμένες μελέτες σε παθολογικά δείγματα εκτελούνται μετά από την αρχική εκτίμηση των δειγμάτων από το μικροσκόπιο. Μερικές φορές αυτού του είδους οι μελέτες δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν στον τόπο λήψης των δειγμάτων και έτσι το δείγμα έπρεπε να στέλνεται στο συμβουλευτικό κέντρο για επεξεργασία και διάγνωση, μία χρονοβόρα και ακριβή διαδικασία. Εδώ πρέπει να σημειωθεί ότι τα δείγματα αυτά πρέπει να διατηρούνται κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες ,διότι διαφορετικά καταστρέφονται και δεν είναι δυνατή η εξέταση τους. Η τηλεπαθολογία μπορεί να ελαχιστοποιήσει αυτούς τους περιορισμούς.
Η τηλεπαθολογία διακρίνεται σε στατική και δυναμική. Στην περίπτωση της στατικής τηλεπαθολογίας, μια ή περισσότερες ακίνητες (στατικές) εικόνες συλλέγονται, αποθηκεύονται προσωρινά και στην συνέχεια μεταδίδονται off-line για διάγνωση. Στην δυναμική τηλεπαθολογία επιτυγχάνεται η σε πραγματικό χρόνο (real time) μετάδοση κινούμενων εικόνων σε συνδυασμό με τον εξ΄ αποστάσεως μηχανικό έλεγχο του μικροσκοπίου. Και στις δύο περιπτώσεις τηλεπαθολογίας, ο τυπικός εξοπλισμός περιλαμβάνει μία υψηλής ευκρίνειας κάμερα συνδεδεμένη σε ένα μικροσκόπιο ,ένα υπολογιστικό σταθμό ψηφιοποίησης, κωδικοποίησης και μετάδοσης εικόνας, ηλεκτρομηχανικά συστήματα λήψης ,απεικόνισης και αποθήκευσης στην πλευρά του ειδικευμένου ιατρού. Είναι σαφές ότι τα κρίσιμα χαρακτηριστικά είναι η διακριτική ικανότητα του συστήματος ψηφιοποίησης και απεικόνισης των δεδομένων (τόσο για την στατική όσο και τη δυναμική τηλεπαθολογία) και το εύρος ζώνης του τηλεπικοινωνιακού δικτύου για την περίπτωση της δυναμικής εφαρμογής.
Υπάρχουν δύο τρόποι εφαρμογής της τηλεπαθολογίας: Ο πρώτος είναι με την εξέταση ακίνητων εικόνων των δειγμάτων από απόσταση, ενώ ο δεύτερος με την εξέταση από απόσταση κινούμενης εικόνας με ταυτόχρονο έλεγχο του (απομακρυσμένου) μικροσκοπίου. Προφανώς για τους παθολογοανατόμους, η δεύτερη μέθοδος είναι προτιμότερη, αλλά είναι ακριβή και απαιτεί τηλεπικοινωνιακές συνδέσεις υψηλού εύρους ζώνης. Η μετάδοση ακίνητων εικόνων είναι φθηνότερη αλλά παρουσιάζει πολλά μειονεκτήματα στην πράξη. Η τηλεπαθολογία εφαρμόστηκε για πρώτη φορά στη Σουηδία το 1976 και από τότε έχουν γίνει αρκετές εφαρμογές τόσο πάνω από αφιερωμένες γραμμές όσο και πάνω από το δίκτυο ISDN με ταχύτητα 384 kbit/s.