Το Τμήμα Παθολογικής Ανατομικής του Νοσοκομείου Ξάνθης υποστηρίζει το σύνολο των παθολογοανατομικών εξετάσεων του ιδρύματος, αλλά και ιδιωτικών ιατρείων και κλινικών, διενεργεί ταχείες βιοψίες, και λειτουργεί τμήμα ανοσοϊστοχημείας για διαγνωστικούς λόγους και για προσδιορισμό βιοδεικτών.