Le technicien supérieur titulaire de ce BTS réalise des analyses de biologie médicale au sein de laboratoires spécialisés. Sous la responsabilité du directeur ou du biologiste, il accueille le patient, réalise ou réceptionne des prélèvements biologiques (en général des prélèvements sanguins) et prend en charge les examens.

Il participe également au contrôle qualité et à la maintenance des différents appareillages. Enfin, ses connaissances techniques et scientifiques lui permettent de prendre part à la mise au point et à l'optimisation des méthodes d'analyses.

Il travaille essentiellement dans des laboratoires privés, mais peut également trouver un poste au sein de centres hospitaliers, de centres de luttes contre le cancer, ou de sites de l'Établissement français du sang. Les secteurs de la recherche (laboratoires universitaires ou industriels, INSERM, CNRS, l'Institut Pasteur…) et de la recherche et la médecine vétérinaires lui sont également accessibles.