Siêu âm Doppler khảo sát các vật thể chuyển động bằng đầu dò phát – nhận sóng siêu âm. Với những tín hiệu tần số phát từ đầu dò của máy siêu âm và tần số nhận về khi khảo sát vật thể (chẳng hạn như tế bào máu dịch chuyển trong mạch máu hay buồng tim), máy sẽ tổng hợp và hiển thị trên màn hình dưới dạng các màu sắc, các dạng sóng phổ khác nhau hoặc tín hiệu âm thanh có thể nghe được.
Siêu âm Doppler mạch máu là một xét nghiệm an toàn, không gây đau, cho phép các bác sĩ quan sát và đánh giá tình trạng dòng chảy của máu qua động mạch và tĩnh mạch chính trong cơ thể.