In particolare, nell'ecocolordoppler si sfrutta il principio fisico dell'effetto Doppler (da Christian Andreas Doppler che per primo lo analizzò nel 1845) e si studia l’effetto degli ultrasuoni sulle strutture del corpo in movimento. Infatti, quando queste onde incontrano i globuli rossi del sangue che scorrono all'interno dei vasi sanguigni avviene la riflessione all'indietro delle onde sonore. Tali variazioni sono captate dal trasduttore e inviate al computer. Gli apparecchi doppler funzionano paragonando tra loro la frequenza emessa e quella riflessa e misurandone la differenza; da questa misurazione è possibile risalire alla velocità del sangue. Inoltre, il computer attribuisce il colore rosso al flusso sanguigno diretto verso la sonda (quello che scorre nelle arterie), e il colore blu al flusso che si allontana dalla sonda (quello che scorre nelle vene). Si ottiene un'immagine colorata, ossia un'immagine ecografica standard della parte del corpo oggetto di studio che permette di studiare la velocità e la direzione del flusso sanguigno del vaso che irrora quella zona.