多普勒效應是指自然界普遍存在的一種效應，它是由奧地利科學家丁. Doppler于1842年最先發現。當聲源由遠而近時聲調由粗變尖（即聲音的頻率增高，）當聲源由近而遠時，音調由尖變粗（即聲音頻率降低）。當聲源和接受體在連續的介質中，存在相對運動時，接受體所接收到的超聲頻率和聲源發出的頻率不同，兩者存在著頻率差（頻移）。

在臨床上，應用多普勒效應，近十年來迅速發展起超聲脈沖Doppler大批量，當聲源或反射界面移動時，所發射和散射超聲，故可認為是微小的聲源，當紅細胞流經心臟大血管時，從其表面散射的聲頻則發生改變，這種頻率偏移可以批示血流的方向和速度，如紅細胞朝向探頭時，根據Doppler原理，反射的聲頻則提高，如紅細胞離開探頭時，反射的聲頻則降低。

當通過心室腔、瓣膜口，或大血管的血流正常時，紅細胞平行移動，鄰近的紅細胞血流方向相同且速度相近，由這些移動的紅細胞所產生的Doppler頻率均為正值或均為負值，即具有相當一致的特性，“音調”平穩，稱之為層流。

相反，由于左右分流或瓣膜疾病致使心內血流受干擾時，則各個紅細胞的移動不平行，在受干擾的血流區，各個紅細胞以不同方向和不同速度移動，其所產生的Doppler頻移正負兼有，而且頻移波動范圍很大，出現頻譜較寬、音調粗糙，稱為湍流。

脈沖多普勒用于心臟研究，依賴頻譜顯示。由B型超聲取樣，用M型監視取樣容積的位置，以頻顯示脈沖Doppler信號。從頻譜上，可以估計取樣容積內血流的血液動力學的特征：

（1）血流方向：以確定分流、返流的方向。

（2）時相：由心電圖和M型超聲心動圖來確定取樣容積內血流運動的時相關系。

（3）血流性質：是層流還是湍流，正常心臟流通暢，為層流。當瓣膜病變狹窄或關閉不全的返流或心內分流則為湍流