Ultradźwięki dopplerowskie to technologia emitowania tonu o wysokiej częstotliwości w celu pomiaru jego „odbicia” od obiektu o różnej gęstości, a także ruchu i prędkości czegokolwiek w obiekcie. Ma zastosowanie w różnych dziedzinach, w tym wojskowych i przemysłowych, ale najbardziej znany jest jako środek do obrazowania medycznego. Obszar miednicy kobiety w ciąży ma półtwardą kość, gęstą tkankę mięśniową i wodnisty płyn. Ultradźwięki mogą je rozróżnić. Dodatkowa możliwość pomiaru „przesunięcia Dopplera” w odbitej fali dźwiękowej może ponadto określić, na przykład, czy krew wypompowywana z serca nienarodzonego dziecka jest rozwojowo wystarczająca i zdrowa.
Podstawową zasadą ultradźwięków jest sonar — zdolność echolokacji nietoperzy i delfinów do „widzenia” nie wzrokiem, ale poprzez emitowanie wysokiego kliknięcia lub krzyku, a następnie ocenianie charakterystyki jego odbicia od powierzchni i przedmiotów w ich przestrzeni życiowej. Przykładem efektu Dopplera jest samochód przejeżdżający obok nieruchomego pieszego. Gdy samochód się zbliża, dźwięk jego silnika staje się coraz wyższy, a jego ton staje się zauważalnie wyższy; a gdy samochód mija i cofa się, dźwięk odpowiednio zmniejsza się. Jego prędkość i dźwięk są niezmiennie stałe; ale fale dźwiękowe generowane przez silnik są w rzeczywistości kompresowane lub rozciągane przez jego ruch. Niewidomy pieszy może ocenić charakterystykę tego przesunięcia i dobrze określić kierunek ruchu i prędkość samochodu.
Efekt Dopplera został teoretycznie wyartykułowany przez austriackiego fizyka o tej samej nazwie w 1842 roku, ale dopiero po kolejnych stu latach sonografia, wizualnie tworząca wykresy lub wyświetlająca dźwięk, stała się energiczną dziedziną naukową. Sonografia dopplerowska, wymagająca ciągłego pomiaru niewielkich zmian częstotliwości odbitych dźwięków w czasie, wymagała odpowiednio bardziej precyzyjnych i szybkich układów elektrycznych i elektronicznych. Udoskonalenia w urządzeniach medycznych wykorzystujących ultradźwięki Dopplera są nadal rozwijane, zwłaszcza w ich sondzie kontaktowej i wyświetlaniu danych.
Sondy ultradźwiękowe na uwięzi to przetworniki elektroakustyczne, zamieniające energię elektryczną na energię dźwięku i odwrotnie. Generowany przez nie dźwięk nie jest słyszalny ani wyczuwalny przez ludzi — częstotliwość od 1 do 18 megaherców, zmienna, aby wnikać głębiej w ludzkie tkanki. USG Dopplera może emitować ciągły ton, ale większość modeli transmituje ton i odbiera jego echa w postaci serii bardzo szybkich impulsów. Zaletą tego ostatniego jest to, że pojedynczy impuls może być również analizowany, np. przekładając opóźnienie czasowe echa na odległość i tworząc dokładniejsze obrazy trójwymiarowe.
Większość wyświetlaczy USG Dopplera to cyfrowe obliczenia elektronicznie zakodowanych danych dźwiękowych w celu najlepszego odtworzenia prawdziwej anatomii ciała. Jednym z obszarów trwających badań ultrasonograficznych jest dopracowanie i dokładne zbadanie, w jaki sposób każdy rodzaj ludzkiej tkanki pochłania część i odzwierciedla niektóre ze wszystkich częstotliwości w zakresie tych instrumentów. Programy komputerowe do tłumaczenia wyświetlacza są odpowiednio aktualizowane o nowe, prawdziwsze informacje.
Medyczne urządzenie ultradźwiękowe Doppler mierzy kierunek i prędkość rzeczy w ludzkim ciele z dużą precyzją. Najczęstszym zastosowaniem jest ocena ruchu krwi, np. zmniejszenie przepływu w zablokowanej tętnicy serca lub odwrócony przepływ wsteczny jednej z osłabionych zastawek. Jest to również cenne dodatkowe narzędzie do monitorowania rozwoju płodu w łonie matki, zarówno poprzez pomiar własnego krążenia krwi, jak i prawidłowej wymiany płynów z matką.