Ουσιαστικά οι υπέρηχοι είναι ηχητικά κύματα σε συχνότητες που δεν ακούει το ανθρώπινο αυτί, και τα οποία έχουν την δυνατότητα μεταφοράς ενέργειας σε επιλεγμένα σημεία. Στην ιατρική χρησιμοποιούνται είτε σε θεραπευτικό επίπεδο, όπως στην λιθοτριψία ή στην φυσιοθεραπεία, είτε σε διαγνωστικό, ως υπερηχογράφημα (ή υπερηχοτομογράφημα).
Η αρχή λειτουργίας στον διαγνωστικό τομέα είναι παρόμοια με την χρήση των υπερήχων στην ναυσιπλοΐα - ή με την χρήση από θηλαστικά όπως η νυχτερίδα και το δελφίνι- σαν σονάρ (sonar). Στο υπερηχογράφημα, μία δέσμη ήχων παράγεται και εκπέμπεται από τον ηχοβολέα. Διαπερνά το δέρμα, διαμέσου του ζελέ, που απλώνουμε για βέλτιστη επαφή, και τους εσωτερικούς ιστούς, όπου ανακλάται ανάλογα με την πυκνότητά τους και τα κύματα που επιστρέφουν συλλαμβάνονται πάλι από τον ηχοβολέα. Ως εκ τούτου, μπορούμε να ανασυνθέσουμε την πυκνότητα και τα όρια των ιστών σε μία εικόνα η οποία μπορεί να ερμηνευτεί από τον ιατρό.