Die Dopplersonographie funktioniert, indem ein Ultraschallkopf Schallwellen in einer ganz bestimmten Frequenz aussendet und als Schallwellenbündel auf die Blutkörperchen in den Gefäßen trifft. Von hier aus wird ein Teil der Ultraschallwellen mit jetzt veränderter Frequenz wieder reflektiert. Die Veränderungen dieser Frequenzen hängt unmittelbar mit der Bewegung der Blutkörperchen zusammen. Wenn Venen oder Arterien verengt sind, verändern sich sowohl die Richtung als auch die Geschwindigkeit der Blutkörperchen.
Im modernen Ultraschallbild kann dies farbcodiert oder auch akustisch dargestellt werden. Der Blutfluss zum Schallkopf hin wird rot, der Blutfluss vom Schallkopf weg hingegen blau dargestellt. Der Untersucher erhält somit wichtige Informationen über Geschwindigkeit und Richtung des Blutflusses. Die Dopplersonographie erlaubt auch die Beurteilung der Gefäß- Innenschicht, des Gefäßdurchmessers, sowie des Verlaufes der Blutgefäße. Arteriosklerotische Veränderungen, wie etwa Kalkablagerungen können genau ausgemessen werden.
Die zu untersuchenden Hautareale müssen vor der eigentlichen Untersuchung mit einem Gel vorbehandelt werden, damit sich zwischen Haut und Schallkopf keine Luft mehr befindet. Bei der Diagnostik von Gefäßerkrankungen hat sich die Duplexsonographie heute im medizinischen Alltag als Routinemethode etabliert und bewährt. Die Untersuchung ist schmerzfrei und risikolos und in aller Regel frei von Komplikationen. Sie eignet sich auch bestens zur Verlaufskontrolle nach gefäßchirurgischen Eingriffen.