Physikalisch gesehen bezeichnet Ultraschall Schallwellen oberhalb des menschlichen Hörbereiches. Das menschliche Ohr kann Töne bis ca 16 -18.000 Hz wahrnehmen. Zwischen 20.000 Hz - 1000 MHz liegt der Ultraschallbereich. Fledermäuse nutzen Ultraschallwellen zur Orientierung im Dunkeln. Töne noch höherer Frequenz werden als Hyperschall bezeichnet. Unterhalb des für Menschen hörbaren Schalls spricht man von Infraschall. 

Ultraschallwellen des Sonographie - Gerätes werden mit so genannten piezoelektrischen Kristallen erzeugt. Piezoelektrische Kristalle schwingen beim Ultraschall unter Anlage einer entsprechenden Wechselspannung und geben damit die Ultraschallwellen ab.

Vorraussetzung für die Ultraschalluntersuchung in der Medizin ist Flüssigkeit. Luftgefüllte Hohlräume wie Lunge und Darm können nicht oder nur begrenzt untersucht und beurteilt werden.
In der Ultraschalluntersuchung sendet der Ultraschallkopf, der zeitgleich Sender und Empfänger ist, einen Ultraschallimpuls ins Gewebe. Wird dieser im Gewebe reflektiert, kommt der Impuls zurück und wird vom Empfänger registriert. Über die Zeitdauer von ausgesandtem Impuls und Registrierung über den Empfänger kann über die Laufstrecke die Tiefe des reflektierten Gewebes gemacht werden.

Auch wenn für den Laien, die Deutung von Ultraschallbildern schwierig erscheint, können viele Erkrankungen mittels des Ultraschall nachgewiesen werden. Die Sonographie eignet sich sehr gut zum Nachweis freier Flüssigkeiten (z.B. Bakerzyste), aber auch Gewebestrukturen wie Muskeln und Sehnen können gut beurteilt werden (Rotatorenmanschette, Achillessehne).

Der große Vorteil dieser Untersuchungsmethode die Möglichkeit der dynamischen Untersuchung. Im Gegensatz zu allen anderen bildgebenden Verfahren (Röntgen, MRT, Computertomographie) kann unter Bewegung untersucht werden und Erkrankungen, die nur bewegt auftreten sichtbar gemacht werden.