Είναι μια ειδική μορφή παρακέντησης, κατά την οποία χρησιμοποιείται βελόνη μικρού διαμετρήματος (23–21 Gauge=0,6–0,8 mm). Η τεχνική χρησιμοποιείται για τη λήψη υλικού από συμπαγή όργανα (π.χ. θυρεοειδής, μαστός, λεμφαδένες, παρωτίδα, κλπ). Η σύριγγα που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία αρνητικής πίεσης είναι μια κοινή σύριγγα των 20 ml.

Η παρακέντηση με λεπτή βελόνη μπορεί να γίνει με δύο βασικές μεθόδους, τη «γαλλική» και τη «σουηδική». Σύμφωνα με τη «γαλλική» μέθοδο, η παρακέντηση του ύποπτου ογκιδίου γίνεται με τη βοήθεια βελόνας στην οποία δεν έχει ενσωματωθεί σύριγγα. Η επιτυχία της μεθόδου οφείλεται στη φυσιολογική παρουσία αρνητικής πίεσης μέσα στον ανθρώπινο οργανισμό. Η βελόνα ουσιαστικά φέρνει σε επαφή το εσωτερικό του οργανισμού με το εξωτερικό περιβάλλον και τα κύτταρα του ύποπτου ογκιδίου αναγκάζονται να κινηθούν προς τα έξω και μέσα στη βελόνα, υπακούοντας στη διαφορά πίεσης μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού περιβάλλοντος. Η «γαλλική» μέθοδος προτιμάται στις περισσότερες παρακεντήσεις μαστού και θυρεοειδούς γιατί  εξασφαλίζει ελάχιστα αιμορραγικά επιχρίσματα.

Σύμφωνα με τη «σουηδική» μέθοδο, η παρακέντηση του ύποπτου ογκιδίου γίνεται με τη βοήθεια βελόνας στην οποία έχει ενσωματωθεί σύριγγα. Η  αναρρόφηση των κυττάρων γίνεται με τη βοήθεια τεχνητής αρνητικής πίεσης. Η εφαρμογή αρνητικής πίεσης πρέπει να διακόπτεται πριν την εξαγωγή της βελόνης από την παρακεντηθείσα περιοχή. Σε αντίθετη περίπτωση, τα κύτταρα που αποσπάστηκαν κατά την παρακέντηση παγιδεύονται στο εσωτερικό της βελόνης. Η εφαρμογή υπερβολικά μεγάλης αρνητικής πίεσης κατά την παρακέντηση οδηγεί στη λήψη υπερβολικά αιματηρών επιχρισμάτων και στον αδικαιολόγητο τραυματισμό των ιστών της παρακεντούμενης περιοχής. Συνήθως η εφαρμογή αρνητικής πίεσης 1-2 κ.εκ από μια σύριγγα των 10 ml είναι επαρκής για να αποδώσει διαγνωστικό κυτταρολογικό υλικό. Η μέθοδος αυτή προτιμάται στις μεγάλες κύστεις μαστού γιατί εξασφαλίζει την θεραπευτική τους εκκένωση. Επίσης η «σουηδική» μέθοδος μπορεί να δοκιμαστεί σε περίπτωση αποτυχίας της «γαλλικής» μεθόδου παρακέντησης.