A hallható hang frekvenciatartományát meghaladó ( 20 kHz) rezgéseket nevezzük ultrahangnak. Az orvosi diagnosztikában magas frekvenciájú (2-12 MHz) ultrahangot használnak, amelynek energiája, intenzitása alacsony.
Fordított arány áll fenn a frekvencia és az elérhető felbontás között: magas frekvencián jó a térbeli felbontás, de rosszabb a penetráció, alacsonyabb frekvencián vastagabb szövetréteg ábrázolható, de rosszabb felbontással.
A vizsgálófejben lévő piezoelektromos kristályok elektromos áram hatására ultrahangimpulzusokat bocsátanak ki, a szövetekből visszavert ultrahanghullámokat ugyanezek a kristályok detektálják és alakítják át elektromos impulzussá.
Az ultrahangkép keletkezésében a visszaverődés (reflexio) a legfontosabb jelenség, a határfelületekről visszaérkező ultrahanghullámok hordozzák a diagnosztikai információt. A határfelületeket alkotó szövetek akusztikus impedancia-különbsége határozza meg a reflektált ultrahang nagyságát. Az ultrahang folyadékokban akadálytalanul, tömör, magas kollagén tartalmú szövetekben lassabban terjed és nagyobb arányban elnyelődik. A lágyrész-levegő határfelületekről származó reflexiók miatt a gázok mögötti területek nem, vagy rosszul vizsgálhatóak. Meszes képletek is nagy reflexiót okoznak, ezért mögöttük „tiszta hangárnyék” látható. Az ultrahang intenzitása a szöveteken történő áthaladáskor csökken. Ennek több oka van: elnyelődés, szóródás, az ultrahangnyaláb széttartása. Ezt a jelenséget az ultrahang vizsgálat során figyelembe vesszük, nagyobb szöveti vastagságnál alacsonyabb frekvenciájú vizsgálófejet használunk, a reflektált ultrahanghullámokat erősítik.