一天，一位孕婦來到醫院，要求醫生為她檢查一下胎兒的發育情況。醫生把孕婦領進一間昏暗的屋裏，讓她平躺在床上，並在腹部塗抹上一層液蠟。然後拿著一個棒狀的探頭，在液蠟塗過的地方慢慢移動著。這時隻見與探頭相連接的一台儀器的熒光屏上，立即出現了一幅清晰的胎兒的圖像，並且還看見胎兒的頭在動呢！這位醫生用來為孕婦查體用的儀器，就是超聲診斷儀。
自從1895年，德國科學家倫琴發現X射線並應用到醫學臨床上以後，人類便開始掌握了應用圖像顯示來診斷疾病的方法。不過，由於用普通X射線檢查得到的人體器官圖像還不夠清晰，再加上X射線對人體有一定的傷害，不適合作某些方麵的檢查（如診斷胎位、檢查腦病等），因此人們在應用X射線顯像方法診斷疾病的同時，又努力尋找更加準確可靠和安全無害的新的顯像診斷方法。
用超聲對金屬製件進行無損探傷研究的成功，給了人們很大的啟示：是否也能用超聲對人體進行“探傷”並把它顯示成像呢？1942年，德國醫生杜西萊首先報道了他利用超聲探測儀診斷顱腦的情況，此後有關超聲顯像診斷的研究工作，便如雨後春筍般地開展起來，並不斷出現了許多新技術和新設備。
最早出現的超聲診斷儀器，叫A型超聲診斷儀，它的工作原理同工業上用的超聲無損探傷儀差不多。它的主要工作部分是一個換能器（探頭）和示波器。由換能器發射的超聲脈衝信號和從人體內兩種髒器界麵反射回來的回聲脈衝信號，可以在示波器屏幕上用波形顯示出來。如果在髒器上有病變組織（如腫瘤、血塊等），它也會產生回聲信號，並用特殊的波形顯示在示波器屏幕上。醫生通過觀察和分析示波器上的波形圖，便可判斷出髒器上有無病灶和病灶的大小。
用A型超聲診斷儀作人體透視，在屏幕上隻能出現波形圖，而不能顯示圖像。為了得到“聲像圖”，以後又出現了B型超聲診斷儀。B型超聲診斷儀的探頭，是一種電致伸縮換能器，它由數十塊小晶體片組成，它們緊緊排成一行，在電子開關的控製下，依次輪流向人體內發射超聲脈衝信號。由於人體各髒器組織的密度不同，超聲在其中傳播情況也就有所不同，因此從各處反射回來的回聲信號也就有強有弱。這些強弱不同的回聲脈衝信號，送至顯像管變成屏幕上一個個亮度不一的光點，這許許多多光點組合起來，便形成了一幅髒器斷麵圖像。
由於有了B型超聲診斷儀，醫生不僅能直接觀察髒器及其上麵的病灶，而且還能看到髒器的活動畫麵。
不過，上麵講的B型超聲診斷儀，顯示的還隻是髒器的一幅單色的斷麵圖像。現在人們已經把超聲顯像設備同電子計算機結合起來，製成了能夠顯示彩色斷麵圖像和彩色立體圖像的新型超聲診斷儀，進一步提高了超聲診斷的準確率和速度。
把超聲多普勒探測技術和超聲顯像診斷技術結合起來，製成的超聲多普勒成像儀，是另一類新型的超聲顯像設備。超聲多普勒技術，是根據多普勒效應發展起來的一種測量血流速度和心率的技術，它在診斷心血管疾病方麵有很重要的作用。但一般的超聲多普勒技術，隻能給出流速曲線圖，卻不能讓醫生清晰地掌握血管阻塞和狹窄的部位。超聲多普勒成像儀的出現，成功地解決了這一難題。目前利用該設備，已能“看見”直徑隻有1毫米的靜脈，能準確地知道通過各個心瓣膜的血液流量。以前要查出某些肝病的病因，需要幾個星期複雜的驗血或危險的手術。現在利用超聲多普勒成像儀，醫生能很快知道哪裏有阻塞或損傷。然後用針刺人該位置，抽取細胞進行檢驗，隻要幾小時，就能查明病因、病的嚴重程度和範圍。
對於因車禍、摔傷等原因造成的骨折，過去一直采取保守療法：醫生先通過手法或牽引使傷骨複位，然後用夾板或石膏把傷肢固定起來，再後就是長時間臥床休息。這種治療方法不僅康複時間長，而且療效也不佳，很容易引起傷肢的肌肉萎縮和關節僵硬，有的還因臥床時間長，引起心血管和呼吸器官的並發症。以後，世界各國的醫生都改用外科手術來治療骨折。手術治療骨折，療效高，住院時間短，但因手術中要用各種金屬物（如無頭針、螺絲、釘子、鐵絲等）固定碎骨，所以骨頭愈合後還需要再為病人做一次手術，將金屬物取出，病人痛苦很大。采用超聲治療骨折，在治療方法和治療效果上就好出了許多。手術時，醫生根本不用開刀，隻須將一束超聲聚焦於骨折的地方，切開軟組織，將斷骨“焊接”在一起就行了。“焊接”所形成的聚集物，日後會在機體內逐漸發生改變，慢慢地為病人自身的骨組織所代替。超聲手術對機體組織的損害較小，因而也適用於整複術、骨腫瘤或化膿性炎症病灶切除術。此外，在做肢端、大腦和胸腔器官手術時，應用超聲可以輕而易舉地切斷用過去外科手術難以達到的部位的骨組織。