Las imágenes por ultrasonido están basadas en el mismo principio que se relaciona con el sonar utilizado por los murciélagos, submarinos y barcos pescadores. Cuando una onda acústica choca contra un objeto, rebota hacia atrás, o hace eco. Al medir estas ondas causadas por el eco es posible determinar la distancia a la que se encuentra el objeto así como su forma, tamaño, consistencia (si se trata de un objeto sólido, que contiene fluidos, o ambos) y uniformidad.
En un examen por ultrasonido, un transductor envía las ondas acústicas y registra las ondas causadas por el eco. Al presionar el transductor contra la piel, dirige un flujo de ondas acústicas de alta frecuencia inaudibles al cuerpo. A medida que las ondas acústicas rebotan en los órganos fluidos y tejidos internos, el micrófono sensible del transductor registra los cambios mínimos que se producen en el tono y dirección del sonido. Una computadora mide y muestra estas ondas de trazo en forma instantánea, que a su vez crea una imagen en tiempo real en el monitor. Estas imágenes en vivo en general se registran en una cinta de video y se capturan como imagen estática una o más estructuras de las imágenes en movimiento.
El ultrasonido Doppler, una aplicación especial del ultrasonido, mide la dirección y velocidad de las células sanguíneas a medida que se mueven por los vasos. El movimiento de las células sanguíneas causa un cambio en el tono de las ondas acústicas reflejadas (denominado efecto Doppler). Una computadora recopila y procesa los sonidos y crea gráficos o imágenes que representan el flujo sanguíneo a través de los vasos sanguíneos.