超声心动图安全，是利用超声的特殊物理学特性进行检查，探头发出超声束通过心脏各层组织反射的回波，在探头发射超声波的间隙被接收，通过正压电的效应转变为电能，再经过声波放大，在荧光屏上显示为强弱不同的光点。超声波脉冲不断地穿透组织及声波回波不同时间反射回来的声波依反射界面的先后而成，一系列纵向排列的光点显示于荧光屏上，慢扫描电路的水平偏转，使纵向排列的光点在显示屏上从左向右扫描显示连续波的曲线及图像。心脏各层结构反射的光点随时间而展开，即形成一幅显示距离、时间、幅度以及光点强弱的位置时间曲线图。
二维超声心动图的原理与M型相似，不同之处是探头产生的声束进入胸壁后呈扇形扫描，根据探头的部位和角度不同可得到不同层次和方位的切面图。此时在穿透窗较窄的情况下，避开胸骨和肋骨的遮挡，显示较大范围的心内各层结构的空间方位，图像比较清晰，是目前主要的检查方法。造影超声心动图是通过静脉或者是心导管注入声学造影剂，使心腔内均匀的血液产生较大的声阻差，超声束通过产生密集的云雾状回声，与正常时心腔内的暗区形成鲜明对比，此时对心内的分流性疾病以及三尖瓣关闭不全的诊断有较大帮助。多普勒超声心动图是在二维及M型超声基础上，利用多普勒原理检测心脏及大血管内血流的一种新技术。