Trái nghịch với siêu âm mode A, M và mode B theo thang xám, thông tin thu được từ các giao diện mô, các dụng cụ về Doppler thiên về các thông tin về dòng chảy. Các máy Doppler đơn giẩn nhất sử dụng sóng liên tục hai đầu dò phát và sóng thu âm liên tục (CW Doppler). Các chùm sóng phát và nhận chồng nhau trong một thể tích tại một độ sâu nào đó từ bề mặt đầu dò (Hình 1-24, A). Mặc dù có thể xác định chiều của dòng chảy bằng CW Doppler, các dụng cụ này không cho phép phân biệt chuyển động từ những độ sâu thay đổi và nguồn của tỉn hiệu phát hiện được không thể khẳng định một cách chắc chắn. Nhờ rẻ tiền và có thể di chuyển dễ dàng, thuở đầu, CW Doppler được dùng tại giường và trong phòng mổ giúp khẳng định có dòng chảu hay không trong các mạch máu nông. Do những hạn chế của CW Doppler, đa số các máy áp dụng kỹ thuật Doppler xung với cổng lấy mẫu. Khác CW Doppler, các máy Doppler xung phát ra những xung năng lượng ngắn (Hình 1-24, B). Xung âm tạo nên những khoảng cách thời gian giữa phát và nhận âm, từ đó xác định được độ sâu của vật phản xạ. Trong hệ thống Doppler xung, thể tích mẫu hay cổng thu dữ liệu được kiểm soát về hình dáng,
độ sâu và vị trí. Khi kết hợp với hình ảnh học 2D, mode B, hiển thị tức thời dưới dạng máy duplex, người ta có thể kiểm soát và thấy được vị trí của cổng Doppler trên màn hình.
tin về sự hiện diện và chiều của chuyển động và biến đổi tần số tín hiệu phản âm liên quan tới tốc độ của vật khảo sát. Tín hiệu phản hồi từ các hồng cầu được thể hiện bằng màu tùy theo hướng di chuyển của chúng về phía hay ra xa đầu dò và độ bão hòa của màu dùng để chỉ tốc độ tương đối của các hồng cầu chuyển động. Hình ảnh học Doppler màu phát triển thành siêu âm duplex thường quy mang lại thêm nhiều khả năng. Việc sử dụng độ bảo hòa màu để hiển thị các biến thiên tần số Doppler cho phép có thể ước lượng phần nào về dòng chảy với điều kiện nắm được các biến thiên về góc Doppler. Hiển thị dòng chảy trên toàn bộ hình ảnh giúp xác định vị trí và hướng của mạch máu cần khảo sát vào mọi lúc. Từ đó, người ta có thể hiển thị những rối dòng chảy nhỏ và khu trú trong một mạch máu, chìa khóa cho kết luận hẹp máu hoặc có thể nhận định về tính chất không đều của thành mạch do các mảnh xơ vữa, chấn thương hoặc do bệnh lý khác. Phải quan sát dòng chảy tại mọi điểm trong mạch máu và không sợ bỏ sót các tia nơi hẹp hoặc dòng xoáy khu trú. Độ tương phản của dòng chảy bên trong lòng mạch (1) cho phép thấy được các mạch nhỏ mà bình thường không thấy trên máy siêu âm thường và (2) tăng độ rõ của những nơi thành mạch không đều. Hình ảnh học Doppler màu giúp xác định chính xác chiều dòng chảy cùng với đo góc Doppler. Hạn chế của Doppler màu là lệ thuộc góc, hiện tượng vượt ngưỡng (aliasing), không thể hiển thị toàn bộ phổ Doppler trên hình ảnh và các ảnh giả do nhiễu sình ra.