Różnica gęstości ośrodków powoduje drastyczną zmianę kierunków rozchodzenia się fali. Właśnie dlatego przed badaniem lekarz nakłada na skórę specjalny żel, eliminując w ten sposób niepotrzebną ze względów diagnostycznych granicę między ośrodkami. Fala wnika prawie bez przeszkód w głąb ciała pacjenta. Generator ultradźwięków, będący drgającym kryształem, może równocześnie odbierać falę odbitą od granicy tkanek. Przekazuje ją do przetwornika, który rysuje obraz narządów na ekranie oscyloskopu. Sygnał odbity widać w postaci rozjaśnienia na monitorze. Powracająca z głębi ciała fala dźwiękowa, w zależności od natężenia, przedstawiana jest w postaci punktów świetlnych o różnym stopniu szarości. Na płaskim ekranie, dzięki ruchomej głowicy aparatu, którą przesuwa lekarz po powierzchni ciała chorego, uzyskuje się obraz różnych przekrojów badanej tkanki, a w efekcie przestrzenny obraz narządu. Za pomocą ultrasonografu można obejrzeć niemal każdy kawałek ludzkiego ciała, a doświadczony lekarz potrafi na tej podstawie wykryć wiele schorzeń.