No ultrassom padrão, ondas sonoras de alta frequência são enviadas através do corpo e refletidas de volta a um transmissor/receptor. As ondas refletidas são analisadas por um computador que gera uma imagem 2D. A tecnologia 3D simplesmente envia as ondas sonoras em ângulos, em vez de verticalmente como no 2D. O resultado é uma perspectiva mais arredondada, produzindo uma imagem 3D realista.
Embora ultrassons 3D não sejam procedimentos pré-natais de rotina, oferecem vantagens médicas. Ajudam no diagnóstico precoce de deformidades faciais, como fenda palatina. Malformações esqueléticas e defeitos do tubo neural também podem ser detectados mais facilmente por imagem 3D.
Alguns estudos sugerem que o vínculo materno é mais forte para mães que viram ultrassons 3D pré-natais.
Um ultrassom 4D é basicamente um vídeo da imagem 3D em movimento, a quarta dimensão sendo o tempo. A tecnologia de escaneamento/recepção é basicamente a mesma. Porém, o programa de computador para analisar a imagem é muito mais avançado, pois captura uma sucessão rápida de imagens 3D, criando um vídeo. Os vídeos geralmente não são visíveis em tempo real, mas gerados por computador após o exame.
Como o seguro geralmente não cobre ultrassons 3D ou 4D, gestantes que desejam o procedimento devem pagar do próprio bolso. Além disso, esses exames geralmente são feitos em clínicas especializadas, pois a maioria dos hospitais não possui máquinas de ultrassom 3D.