多普勒超声心动图
血液内有很多红细胞，它能反射和散射超声，可以认为是微小的声源。探头置于肋间隙不动而发射超声波，红细胞在心脏或大血管流动时，红细胞散射的波长发生改变。红细胞朝向探头运动时，反射的波长减少，反之则增加。这种红细胞与探头作相对运动时所产生波长的差值称为多普勒频移。它可以显示血流的速度、方向和血流的性质。多普勒超声心动图又分为脉冲多普勒超声心动图、连续波多普勒超声心动图、彩色多普勒超声心动图。应用多的是脉冲多普勒超声心动图，它可以在二维图像监视定位情况下，描记出心内任何一点血流的实时多普勒频谱图。
彩色多普勒血流显像 以彩色的亮度表??现红蓝相混的杂色。1980年代发展的新技术将血流显色，重叠于黑白的二维或M型心动图上，可更清楚地显示结构异常和血液动力学异常的关系，这即是彩色多普勒血流显像。用自相关技术和彩色编码处理，一般将血流朝向探头的显示为红色，背向探头的血流显示为蓝色，以色彩的亮度表示血流速度，出现涡流时，由于血流方向不同，出现红蓝相混的杂色。这样便可以观测心脏或大血管内血流的方向、途径，血流性质，有无异常血流束等，可以诊断瓣膜有无狭窄、返流，有无异常的分流等（彩图）。本法主要优点为：①快速筛选正常和异常血流，尤其是检测异常的分流和返流；②区别发生在相同心动周期，来自不同部位而方向相似的血流，如联合瓣膜病变的和多发性分流；③通过射流方位的显示，指导连续波或脉冲多普勒探测，提高定量分析心排血量及压差的准确性；④对返流和分流病变，可提供简便的半定量诊断方法。不足之处是二维结构显象的质量因帧数减少而降低。
心脏和大血管结构
M型超声心动图和二维超声心动图可实时观察心脏和大血管结构，对心包积液、心肌病、先天性心脏病、各种心瓣膜病、急性心肌梗死的并发症（如室间隔穿孔、乳头肌断裂、室壁瘤、假性室壁瘤）、心腔内附壁血栓形成等有重要诊断价值。对心脏肿物、冠心病、心包疾患、高血压性心脏病、肺心病、人工瓣膜随访、大血管疾患也有辅助诊断价值。
血管内超声
血管内超声主要应用于冠脉内，使用直径1.1～1.8毫米的导管顶端装有超声探头，将其放置到冠脉病变部位可更好地观察病变外形，且可根据回声特性判断病变构成，这一点优于冠脉造影。还可用它观察经皮腔内冠状动脉成形术（PTCA）后冠脉的结构变化。