Ультразвуковая эхоэнцефалография (EchoEG) основана на принципе эхолокации. Эхоэнцефалограф посылает короткие ультразвуковые импульсы в мозг, которые генерируются специальным пьезоэлектрическим излучателем (кристалл, изменяющий свои линейные размеры при приложении высокочастотного электрического напряжения). Они частично отражены от границ среды и тканей с различным акустическим сопротивлением (кости черепа и оболочки головного мозга, мозговая ткань и спинномозговая жидкость в желудочках головного мозга).

Для передачи ультразвуковых импульсов из радиатора в кожу головы без отражения, кожа и поверхность зонда (радиатор-датчик) покрываются слоем проводящей жидкости (вазелиновое масло или специальный гель).

Сигналы, отделенные от структур мозга, захватываются специальным датчиком, а их интенсивность и временная задержка по отношению к моменту выхода импульса анализируются электронными устройствами и отображаются в виде эхоэнцефалограммы на мониторе. Горизонтальное сканирование монитора начинается при отправке ультразвукового импульса.

Положение отраженных сигналов на экране позволяет судить о взаимном расположении структур головного мозга.