La fixation a pour but la conservation des structures et le durcissement des échantillons. Elle doit se faire immédiatement après le prélèvement, par immersion du matériel dans un grand volume de liquide fixateur. Les liquides fixateurs les plus utilisés sont le formol ou le liquide de Bouin (mélange de formol et d'acide picrique). La durée de la fixation varie selon le volume des prélèvements (de quelques heures pour un petit fragment biopsique à plusieurs semaines pour un cerveau humain entier).

La fixation étant destinée à immobiliser les structures cellulaires et tissulaires, dans un état aussi proche que possible de leur état vivant, le fixateur doit avoir une pénétration rapide et homogène, ne donner aucune rétraction des tissus, révéler les organites intra‐cellulaires et les structures latentes, éviter le déplacement des constituants solubles, tels que le glycogène, ménager l'activité de certaines enzymes, et permettre en principe de retrouver les éléments visibles sur les colorations vitales. Pour résumer, la fixation ne doit pas créer d'artefact et assurer une conservation et une image fidèle du tissu et des cellules.