Für die Sonografie benötigt der Arzt einen Schallkopf. Dabei handelt es sich um einen piezo-elektrischen Kristall. "Piezo-elektrisch" heißt: elektrisch durch Druck. Durch bestimmte Hochfrequenzen sendet der Kristall Ultraschallwellen aus. Im Körper des Patienten werden die Schallwellen je nach Gewebeart absorbiert oder reflektiert. Der Schallkopf kann die reflektierten Schallwellen wieder empfangen. Er ist also gleichzeitig Schallsender und Schallempfänger.

Mit einem bestimmten Gerät werden die reflektierten Schallwellen, die in elektrische Impulse verwandelt wurden, verstärkt und als zweidimensionale Bilder auf dem Bildschirm dargestellt, Somit erhält der Arzt eine räumliche Vorstellung von Größe, Form und Struktur der untersuchten Organe, Weichteilgewebe und Gefäße.

Mit der Doppler-Sonografie und der Farb-Doppler-Sonografie werden zusätzlich die Strömungsrichtung, -geschwindigkeit und -stärke des Blutflusses in den Gefäßen dargestellt.

Je nach darzustellender Region wird der Patient entsprechend gelagert. Zur Untersuchung zum Beispiel des Bauchraumes liegt der Patient meist auf dem Rücken.

Auf den Schallkopf wird ein Gel aufgetragen. Durch die entsprechende Bewegung und unterschiedliche Abwinkelung des Schallkopfes auf der Haut kann der Arzt die gewünschten Organe oder Gewebe aus verschiedenen Richtungen einsehen. Ohne Gel würden die Ultraschallwellen durch die Luft zwischen Schallkopf und Haut vollständig reflektiert werden. Der Arzt würde keine Ultraschallbilder erhalten.