Als bij de screening een aandoening wordt gevonden die niet zou hebben geleid tot klachten als  deze niet was gevonden met de screening, heet dat overdiagnostiek.
Overdiagnostiek kan leiden tot overbehandeling: iemand wordt behandeld, geopereerd of krijgt medicatie toegediend om een aandoening te behandelen die niet tot klachten zou hebben geleid. 

Voorbeeld van overbehandeling in het bevolkingsonderzoek naar darmkanker

Bij het bevolkingsonderzoek darmkanker wordt gekeken of er bloed in de ontlasting zit. Als er bloed in de ontlasting zit kan dat te maken hebben met darmkanker of poliepen. Poliepen kunnen een voorstadium zijn van darmkanker. Het bloed kan ook afkomstig zijn van aambeien of andere aandoeningen. Er is een vervolgonderzoek nodig om dit vast te stellen. Als een arts tijdens het vervolgonderzoek poliepen ontdekt, worden ze weggehaald. Niet alle poliepen leiden tot darmkanker. Het kan dus zijn dat er poliepen worden weggehaald waarvan u geen last zou krijgen en dat het dus niet nodig was de poliepen weg te halen.

Bij een behandeling moet de verwachte gezondheidswinst worden afgewogen tegen de mogelijke schadelijke effecten van de behandeling. Er wordt bij de bevolkingsonderzoeken in Nederland altijd gekeken of de kans op overbehandeling en de risico’s die verbonden zijn aan behandeling opwegen tegen de gezondheidswinst die behaald wordt door behandeling.

Overdiagnostiek moet onderscheiden worden van de (achteraf onnodige) diagnostiek bij  fout-positieve screeningsuitslagen.