心臓の形や機能を調べる検査で、心電図検査とともに、最もよく行われます。心臓は心房・心室・弁膜などから構成されていますが、それらの性質を調べることは心臓の状態を見る上でとても大切です。
まず、上半身の服を脱いで、ベッドに横になります。胸にはゼリーをつけ、プローブと呼ばれる超音波発信機を肋骨の隙間に沿うようにあてて行なわれます。痛みはなく、10分から20分くらいで終了します。
心臓の状態をリアルタイムに見ることができるため、弁の逆流や心臓壁の運動などの心臓の動的な評価ができます。またドップラー法という方法で血液の流速を測ることにより、心臓内の圧力を推定することも可能です。
この検査でわかる病気として弁膜症（僧帽弁疾患・大動脈弁疾患など）、虚血性心疾患（狭心症、心筋梗塞）、心筋症(拡張型心筋症・肥大型心筋症など)、先天性心疾患(心室中隔欠損症・心房中隔欠損症など)が代表的です。
特殊な心臓超音波検査として経食道心エコー図検査があります。これは、弁膜症の手術や心房細動のカテーテルアブレーション手術の前などに行われます。心臓は食道の真裏にありますので、弁膜の状態や心臓内の血栓など、詳細に調べることができます。喉の麻酔をした後に、胃カメラのようなプロ―ブを飲み込んで行い、10分ぐらいで終了します。
また、運動負荷心エコー図検査や薬物負荷心エコー図検査は、心臓に意図的に負荷をかけることによって、心臓の血流が低下するところがあるかどうかを調べるものです。これによって虚血性心疾患（狭心症、心筋梗塞）を詳細に評価することができます。