Utilizza onde sonore ad alta frequenza (ultrasuoni) prodotte da una sonda posta nell'esofago e collegata ad un ecografo, macchina in grado di elaborare e rappresentare immagini. La sonda transesofagea, sfruttando lo stretto contatto esistente tra l'esofago ed il cuore (l'esofago è il tratto dell’apparato digerente che collega la bocca con lo stomaco passando dietro al cuore), permette una migliore visualizzazione delle camere cardiache, dei grossi vasi polmonari e dell'aorta, delle valvole cardiache, con un dettaglio migliore rispetto a quanto consentito dal più semplice ecocardiogramma transtoracico (ETT).