La gastroscopia è eseguita utilizzando un gastroscopio, che è un tubo sottile munito di una specie di telecamera, che una volta entrata all'interno del corpo fornisce direttamente su un monitor immagini della parete interna dello stomaco. Generalmente la gastroscopia è utilizzata facendo passare il gastroscopio attraverso la bocca; alternativamente, il gastroscopio può essere inserito direttamente nello stomaco a seguito di una piccola incisione dell'addome. E' un esame fastidioso, ma indolore, eseguito in anestesia locale soprattutto allo scopo di individuare eventuali malattie dello stomaco o di effettuare prelievi della mucosa da sottoporre a successiva analisi al microscopio (in altre parole per eseguire una biopsia). Altre applicazioni sono i casi di sanguinamento della parete interna dello stomaco e l'inserimento di protesi per l'alimentazione artificiale. La gastroscopia spesso è eseguita in combinazione con l'esofagoscopia (vale a dire l'esplorazione dell'esofago, che è il "canale" che collega la gola allo stomaco) e con la duodenoscopia (in altre parole l'esplorazione del duodeno, che è parte dell'intestino). Tale esame combinato è detto esofagogastroduodenoscopia o più comunemente EGDS.