Badanie USG wykorzystuje zjawisko rozchodzenia się, rozpraszania i odbicia fali ultradźwiękowej na granicy ośrodków o różnej gęstości. Głowica aparatu USG wysyła i następnie zbiera odbite przez tkanki ciała fale mechaniczne, które zamieniane są na obraz widoczny na monitorze. Typowe badanie USG umożliwia uzyskanie przekroju poprzez poszczególne tkanki ciała. Tkanki całkowicie odbijające dochodzące do nich ultradźwięki (np. kości) oraz te, które je prawie rozpraszają (powietrze w płucach, gazy w jelitach) uniemożliwiają zobaczenie tkanek położonych za nimi. Z tego powodu, za pomocą badania USG nie można zobrazować rdzenia kręgowego czy mózgu u dorosłych, jak również bardzo utrudnione jest badanie narządów jamy brzusznej po obfitym posiłku. Olbrzymi rozwój techniki w ciągu ostatnich 15 lat uczynił z ultrasonografii jedną z podstawowych, powszechnie dostępnych technik obrazowych o szerokim zakresie wykonywanych badań. Najnowsze aparaty pozwalają na bardzo szczegółową diagnostykę tkanek  z oceną ich struktury a także ruchu, co ma duże znaczenie w badaniu narządu ruchu. Najnowocześniejsze techniki dopplerowskie umożliwiają dokładne uwidocznienie naczyń. Istnieje też możliwość zastosowania specjalnych kontrastów do badań ultrasonograficznych pozwalających ocenić przepływ w jeszcze drobniejszych naczyniach.