Sigmoidoskopia jest, podobnie jak kolonoskopia, badaniem endoskopowym jelita grubego. Zasada badania jest taka sama. Różnica polega na zakresie oceny jelita (badana jest najczęściej lewa połowa jelita grubego). W związku z tym krótszy jest czas badania i zazwyczaj możliwe jest przygotowanie pacjenta za pomocą lewatywy wykonanej 2-krotnie - wieczorem w przeddzień sigmoidoskopii oraz rano w dniu badania. Czasem konieczne jest zastosowanie środków przeczyszczających, takich jak w kolonoskopii. Sposób przygotowania ustala lekarz wykonujący badanie.

Pacjent ułożony jest do badania na lewym boku. Wprowadza się giętki endoskop (sigmoidoskop) przez odbyt. Minikamera  umieszczona na końcu sigmoidoskopu przesyła obraz z wnętrza odbytnicy i jelita, ocenia się stan błony śluzowej i obecność zmian patologicznych (zapalenie, owrzodzenia, polipy, guzy, zmiany naczyniowe, żylaki, krwawienie itp.) W trakcie badania istnieje możliwość pobrania fragmentu lub całej zmiany (nie powoduje to bólu) i następnie wysłania do badania histopatologicznego (ogląda się pod mikroskopem). Sigmoidoskopia trwa znacznie krócej niż kolonoskopia (10-20 minut). W trakcie badania możliwe jest odczucie dyskomfortu w dole brzucha lub parcia. Dlatego można stosować dożylnie leki poprawiające komfort badania.