Звукові хвилі мають декілька основних властивостей:
• Поширення звукових хвиль. Звукові хвилі розповсюджуються через повітря, рідини і тканини людського організму майже виключно у вигляді пружних хвиль. Останні є зони, в яких молекули, що складають середу, поперемінно розріджується або ущільнюються. Таким чином, звукові хвилі можуть поширюватися через речовину і не поширюються у вакуумі.

• Швидкість розповсюдження. Швидкість звуку при проходженні будь-яких речовин відносно мала (для тканини близько 1540 м /с). Отже, час проходження звукової хвилі може бути точно виміряна і пов'язане з пройденою відстанню з використанням принципу «час-відстань».

• Відображення (часткове або повне) звукових хвиль від поверхонь: ступінь відображення падаючих на поверхню звукових хвиль залежить від акустичного опору (імпедансу):

Імпеданс - Відношення інтенсивності падаюшего звукової хвилі до тієї її частини, яка була пропущена середовищем.
Акустичне опір - Твір щільності і швидкості звуку. Характеризує розсіювання енергії хвиль в речовині.

Ефект Допплера.

Згідно ефекту Допплера, Частота відбитої звукової хвилі змінюється при наближенні або віддаленні джерела звуку від пристрою одержувача. Відповідно до закону «час-відстань», твір часу і швидкості дорівнює пройденому відстані. Таким чином, для визначення напрямку і швидкості кровотоку в судинах і серце можуть бути проаналізовані зміни частоти відображення звукових хвиль від рухомих еритроцитів.

Якість ультразвукового дослідження (УЗД) залежить від двох критеріїв, пов'язаних з властивостями звукових хвиль:
• Максимально можлива роздільна здатність (вища частота передавача).
• Адекватність глибини проникнення звуку (нижча частота передавача).
• Правило: звукові хвилі меншої довжини дають більшу роздільну здатність, але меншу глибину проникнення ультразвука
• Рішення: діапазон оптимальних частот для ультразвукової діагностики становить 1-10 МГц. Діапазон оптимальної довжини звукових хвиль становить 0.15-15 мм.

Швидкість поширення звуку. Цей показник залежить від щільності середовища (приблизно 1500-1600 м /с в м'яких тканинах і рідинах, 331 м /с в повітрі і 3500 м /с в кістках). Ультразвукові інструменти відкалібровані для середньої швидкості звуку 1540 м /с.

Осьовий дозвіл. Звуковий імпульс складається двома (або трьома) звуковими хвилями, випущеними в поздовжньому (осьовому) напрямку. Максимальна здатність до розрізнення двох окремих точок в поздовжньому напрямку дорівнює 1/2 довжини імпульсу, або приблизно довжині однієї звукової хвилі. Наприклад, при робочій частоті 35 МГц дозвіл дорівнює приблизно 05 (- 1) мм.

Латеральне дозвіл. Зі збільшенням глибини ультразвуковий промінь спочатку звужується, а потім відбувається його розширення зі зниженням інтенсивності та дозволи. Фокусна зона променя («звуження») має ширину 3-4 довжини звукової хвилі і характеризується максимальним латеральним дозволом. При частоті 35 МГц латеральне дозвіл складає приблизно 2 мм, тобто дві сусідні точки будуть розцінені як різні, якщо відстань між ними не менше 2 мм.