يتم إجراء فحص التصوير بالموجات فوق الصوتية باستخدام جهاز يتكون من وحدة معالجة وشاشة عرض ومسبار (Transducer) يحمله فني الأشعة أو الطبيب ويضعه على جلد المريض فوق المنطقة المراد فحصها. قبل وضع المسبار، يتم تطبيق جل مائي خاص على الجلد لتسهيل انتقال الموجات الصوتية ومنع وجود فجوات هوائية بين المسبار والجلد. يرسل المسبار نبضات قصيرة من الموجات الصوتية إلى داخل الجسم، وعندما تصطدم هذه الموجات بالحدود بين الأنسجة المختلفة (مثل بين سائل ونسيج صلب)، ترتد بعضها كأصداء. يلتقط المسبار هذه الأصداء المرتدة ويرسلها إلى جهاز الحاسوب الذي يفسرها ويحولها إلى صور تُعرض على الشاشة في الوقت الحقيقي. يمكن للمسبار التقاط صور مقطعية متعددة من زوايا مختلفة. هناك أنواع متخصصة من الألتراساوند مثل دوبلر (Doppler) لتقييم تدفق الدم في الأوعية، وألتراساوند ثلاثي ورباعي الأبعاد لتكوين صور مجسمة أو متحركة (خاصة في الحمل). لا يستخدم الألتراساوند الإشعاع المؤين ويعتبر آمناً للحوامل والأطفال.