L'échographie est basée sur le même principe que celui utilisé par le sonar, les chauves-souris, les bateaux en mer ou les détecteurs de poisson. À mesure que les sons passent à travers le corps, des ondes sont réfléchies vers la sonde (d'où le nom échos). Ces ondes permettent de déterminer à quelle distance un objet se trouve, d'en évaluer sa taille, la forme et la consistance.
Le transducteur échographique fonctionne comme un haut-parleur pour produire les sons et comme un microphone pour les enregistrer. Quand le transducteur est appuyé contre la peau, il émet des ondes sonores inaudibles et à haute fréquence. Le microphone du transducteur enregistre la force et le caractère des ondes réfléchies. Ces échos réfléchis sont instantanément mesurés par l'ordinateur et traduites sous forme d'images en temps réel sur l'écran. Ces images peuvent être enregistrées sur film ou support numérique. La circulation du sang, grâce à l'effet Doppler, peut être entendue et enregistrée sous forme d'un signal souvent codé en couleur.