Diagnostisk ultralyd. Diagnostisk ultralyd er i stand til ikke-invasivt at billede af indre organer i kroppen. Det er dog ikke godt til billeddannelse af knogler eller noget væv, der indeholder luft, som lungerne. Under visse forhold kan ultralyd afbilde knogler (såsom hos et foster eller hos små babyer) eller lungerne og foring omkring lungerne, når de er fyldt eller delvist fyldt med væske. En af de mest almindelige anvendelser af ultralyd er under graviditet for at overvåge fostrets vækst og udvikling, men der er mange andre anvendelser, herunder billeddannelse af hjertet, blodkar, øjne, skjoldbruskkirtel, hjerne, bryst, maveorganer, hud, og muskler. Ultralydbilleder vises i enten 2D, 3D eller 4D (som er 3D i bevægelse).
Funktionel ultralyd. Funktionelle ultralydsapplikationer inkluderer Doppler og farvedoppler-ultralyd til måling og visualisering af blodgennemstrømning i kar i kroppen eller i hjertet. Det kan også måle hastigheden af blodgennemstrømningen og bevægelsesretningen. Dette gøres ved hjælp af farvekodede kort kaldet farvedopplerbilleddannelse. Doppler-ultralyd bruges ofte til at bestemme, om ophobning af plaque inde i halspulsårerne blokerer blodgennemstrømningen til hjernen.
En anden funktionel form for ultralyd er elastografi, en metode til måling og visning af vævets relative stivhed , som kan bruges til at differentiere tumorer fra sundt væv. Denne information kan vises som enten farvekodede kort over den relative stivhed; sort-hvide kort, der viser højkontrastbilleder af tumorer sammenlignet med anatomiske billeder; eller farvekodede kort, der er lagt på det anatomiske billede. Elastografi kan bruges til at teste for leverfibrose, en tilstand hvor overdreven arvæv opbygges i leveren på grund af betændelse.
Ultralyd er også en vigtig metode til billeddannelse af interventioner i kroppen. For eksempel hjælper ultralydsstyret nålebiopsi læger med at se nålens position, mens den ledes til et valgt mål, såsom en masse eller en tumor i brystet. Ultralyd bruges også til realtidsbilleddannelse af placeringen af spidsen af et kateter, da det indsættes i et blodkar og styres langs længden af karret. Det kan også bruges til minimalt invasiv kirurgi til at guide kirurgen med realtidsbilleder af kroppens inderside.
Terapeutisk eller interventionel ultralyd. Terapeutisk ultralyd producerer høje niveauer af akustisk output, der kan fokuseres på specifikke mål med henblik på opvarmning, slibning eller nedbrydning af væv. En type terapeutisk ultralyd bruger høje intensitetsstråler af lyd, der er meget målrettede, og kaldes HIFU (High Intensity Focused Ultrasound). HIFU undersøges som en metode til at modificere eller ødelægge syge eller unormale væv inde i kroppen (fx tumorer) uden at skulle åbne eller rive huden eller forårsage skade på det omgivende væv. Enten ultralyd eller MR bruges til at identificere og målrette vævet, der skal behandles, styre og kontrollere behandlingen i realtid og bekræfte effektiviteten af behandlingen. HIFU er i øjeblikket FDA-godkendt til behandling af uterine fibromer for at lindre smerter fra knoglemetastaser og senest til ablation af prostatavæv. HIFU undersøges også som en måde at lukke sår på og stoppe blødning, at nedbryde blodpropper i blodkarrene og midlertidigt åbne blodhjernebarrieren, så medicin kan passere igennem.