直肠彩超检查时，患者是侧卧位或平卧位，用手将臀沟分开可充分暴露肛门，检查医生将专用彩超探头套上安全套，并外涂超声耦合剂，嘱患者放松后将探头送入肛门内进行检查，通过直肠彩超，可以清楚显示肛门括约肌及直肠壁的各个层次，检测肿瘤分期，明确肿瘤浸润深度和有无淋巴结转移。
也可以检测肛瘘、直肠肛门周围脓肿，以及诊断不明的肛门疼痛等。经直肠彩超检查，还可对前列腺增生、前列腺肿瘤有较准确的判断，未婚女性不宜行经阴道彩超检查时。
通过直肠彩超检查，也可检测妇科的情况，经直肠彩超检查相比普通彩超，会给病人带来不适感觉，所以检查之前要做好解释工作，征得患者同意。