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聽診器是醫師這個行業常用的象徵，也像是一種權杖，代表醫師藉由聽診，聆聽病患的心臟搏動、呼吸及腸胃蠕動，介入病患的生命活動，開始診斷與治療。聽診器雖可放大音量，讓有經驗的醫師可聽出很多心臟疾病，但人耳能聽見的頻率畢竟有其極限。因此心臟超音波檢查現已成為心臟科醫師常用的工具，它是利用超音波的反射來探測物體的距離及大小。放置在患者胸部上方的超音波探頭發射音波，經過胸壁傳導，接觸到心臟再反射由探頭接收，期間的時間表示偵測物體離探頭的遠近，強度表示反射介面的特質，進而描繪出心臟的影像，提供醫師有關心臟構造的重要資訊。心臟超音波具有非侵襲性、沒有放射性，即時提供影像以及可以重覆檢查的優異性，相較於其他的檢查如X 光、心電圖等，對於各種心臟病的診斷來得更為有助益。
心臟超音波發展初期以線型圖形，也就是所謂的「M型超音波」，配合時間，藉由掃描介面的移動來表現心臟腔室的大小及功能，判定心臟內管腔直徑及心臟瓣膜的移動情況。其後發展出「二維心臟超音波」，可以做到以切面呈像來檢查心臟，對於心臟血管各部份的構造能提供相當詳細的資料，可檢視心臟的大小、收縮情形，判斷心臟瓣膜活動的情況，瞭解心臟結構和評估功能。例如心臟腔室的大小、心臟肌肉的厚薄、收縮舒張功能的好壞、瓣膜是否狹窄或閉鎖不全等異常（圖1），心臟內是否有贅生物（圖2），心包膜是否積水，心壁運動的正常與否及心臟腔室內是否有血栓（圖3）等等，可以讓醫師清楚的知道患者的心臟構造及功能是否正常。
奧地利物理學家杜卜勒發現反射源與探頭產生相對運動時，聲波的頻率會變化，就像火車進站時，鳴笛聲音的頻率變高，出站則頻率變低。利用杜卜勒原理，超音波心圖可測定心臟血管內的血流方向、流速及亂流的存在。利用寒暖兩色系來代表遠離或接近探頭兩方向的血流，以不同的彩度來表示不同的速度，然後重疊在黑白的切面超音波圖上顯示出來，使檢查能同時兼顧形態與血液動力學資訊，就是杜卜勒心臟超音波。因為畫面是彩色的，所以又稱為「彩色心臟血流圖」。這種技術不僅可以清楚的看到血流的動向，知道是否有逆流，狹窄或異常分流，更可以經由動力學公式計算，知道血液在心臟不同部位或通過瓣膜的血流速度，血流壓力差，以及瓣膜面積大小，能輕易而正確地診斷瓣膜性（圖4）或先天性心臟病，知道病灶或異常構造的所在，估計各腔室的壓力。對於小兒科患者，心臟超音波是診斷先天性心臟病，心臟內是否有不正常的通路，例如心房或心室中隔缺損，大血管轉位等的利器，且已由新生兒進展到子宮內胎兒診斷。
對於無法由胸前取像，或是接受手術中的病患，醫師可以利用「經食道心臟超音波」，也就是把縮小化的探頭像胃鏡一般經由口腔放進食道，在食道內從心臟的後面方便取像，檢查心臟的構造及功能，而且因為探頭頻率可以較高，影像更加清楚（圖5）。經食道心臟超音波檢查對於開心手術的病人特別有用，尤其在開刀當中，胸部打開以後或開心手術剛結束時胸部還沒有關起來之前，可以由經食道心臟超音波檢查出殘留的缺損或心臟構造異常，而在胸壁關閉以前及時做進一步的修正或處理，以免將來必須要再次的打開胸骨，增加病人的危險性及醫療成本。對於一些經導管治療的精密手術，例如開放性動脈導管或心房中隔關閉器，經導管人工主動脈瓣置換術等，經食道心臟超音波可輔助術中監測，減少併發症，確保手術成功。
由電腦組合發展出來的三維立體心臟超音波，把心臟切面藉由影像處理組合成立體形狀，可以從各個角度來觀察心臟的動態結構，獲得的資料更為詳細。而探頭技術的進步，能將心臟之快速跳動即時以三維方式立體呈像（圖6），再加上彩色血流掃描功能，經特殊電腦程式處理，可多方面將心臟切割成所要看之立體解剖位置，其影像幾乎與實際手術時切開心臟所見相同，可以說是病人手術前最正確診斷，提供心臟外科手術前最好參考。配合電腦運算能力大幅提昇，處理複雜圖形的進步，對於三維立體心臟超音波的複雜檢查結果，可以程式進一步解析其中的病理生理意義（圖7），提供臨床醫師更多治療參考。 心臟超音波，由平面至立體，透視以前所不能想像的世界，以超越肉眼直視的空間及時間解析能力，將醫學影像帶入新紀元。
