Die Giemsa-Färbung beruht auf der Verwendung des Giemsa-Farbstoffs, eines neutralen blauen Farbstoffs, der sich aus einem sauren Farbstoff, dem Eosin, und einem basischen Farbstoff, dem Methylenazid, zusammensetzt, der metachromatisch ist (= die Eigenschaft hat, bestimmten Stoffen einen anderen Farbton als ihre eigene Farbe zu verleihen). Ein Essigsäurebad ermöglicht es, das überschüssige Blau zu entfernen und die verschiedenen Gewebeelemente sichtbar zu machen, deren Färbung je nach den durch den Farbstoff fixierten Molekülen variiert.

Mit der Giemsa-Färbung kann das Vorhandensein von Mikroorganismen in allen Arten von Geweben nachgewiesen werden. Sie kann insbesondere zum Nachweis von Helicobacter pylori bei der Diagnose von Magengeschwüren oder chronischer Gastritis verwendet werden. Es kann auch den Parasiten Leishmaniose oder den Pilz Aspergillus niger nachweisen, der für Lungenmykose verantwortlich sein kann. Außerdem lassen sich damit die verschiedenen Blutzellen im blutbildenden Gewebe sichtbar machen.

Die Giemsa-Färbung wird an Paraffinschnitten durchgeführt. Sie wird zum Anfärben der Blutzellen in blutbildenden Geweben verwendet. Sie kann auch auf alle Gewebeschnitte angewendet werden, bei denen der Verdacht auf das Vorhandensein von Mikroorganismen besteht. Gram+ und Gram-Bakterien werden mit dieser Färbung nicht unterschieden.

Hier sind einige Beispiele für Flecken, die mit der Giemsa-Färbung erhalten wurden:

• Helicobacter pylori: blau, mit seiner charakteristischen Form im "Möwenflug"
• Kerne: Blau
• Zytoplasma: Rosa