Utiliza a sonda de ultra-som de 10 MHz, e quando necessário de 20 MHz) para permitir a obtenção de imagem de estruturas do bulbo ocular. O método é indolor, sendo necessário o contato da sonda com as pálpebras ou as córneas.através de um gel condutor
É útil para a avaliação do quadro anatômico do vítreo, da retina, da coróide e da parede ocular, principalmente em casos em que a oftalmoscopia (exame de fundo de olho) é impedida ou inconclusiva, como em casos de opacidades de meios (catarata, opacidade (com hemorragia) vítrea, cicatriz de córnea, aderências da pupila que não permitem dilatação) inflamações, descolamento de retina).
Indicado na avaliação pré-operatória e se necessário pós operatório de cirurgias de catarata, transplante de córnea, retina e vítreo, glaucoma e infecções intra-oculares para avaliar prognóstico visual e para orientar técnica cirúrgica a ser utilizada. Indicado após traumatismos oculares, para se avaliar quais as estruturas envolvidas no trauma e o dano causado, além de se localizar a presença de corpos estranhos intra-oculares ou orbitários.
A ultra-sonografia pode avaliar o diâmetro do bulbo ocular e das estruturas intra-oculares, e permite descartar casos de atrofia do globo ocular, e diagnosticar malformações oculares (como por exemplo: anoftalmia, coloboma, microftalmia, persistência do vítreo primário hiperplástico).
Indicado para avaliação de lesões que se queira dimensionar, mesmo que visíveis ao exame de fundo de olho: tumores ou cistos intra-oculares, roturas de retina e aderências vítreo-retinianas. O ultra-som é solicitado na suspeita lesão sólida (tumores benignos ou malignos) para diferenciação tecidual e para dimensionamento com objetivo de acompanhamento em caso de crescimento ou regressão após tratamento específico (cirurgia na suspeita de radioterapia ou quimioterapia).
Solicita-se ultra-som da órbita em casos de doenças de órbita, como tumores, inflamações, exoftalmopatia endócrina tireoidiana, hemorragia ou abscesso orbitário, alteração de saco lacrimal. Avalia a musculatura extrínseca ocular, a gordura retrobulbar, alterações do nervo óptico e veias retro-bulbares da órbita (como por exemplo: ter varizes, dilatações e aneurismáticas)
Em crianças que não permitem execução confiável do exame de biometria, e em casos em que a biometria ultra-sônica é impossível (preenchimento do vítreo com óleo de silicone, calcificação ocular intensa, diametroaxial gigante) o ultra-som no modo A permite a medição aproximada para a realização do cálculo biométrico.

Não necessita de preparo prévio do paciente;
Não suspender medicamentos e/ou colírios em uso;
Pode ser realizado em crianças, bebês recém-nascidos sem contra-indicação. Entretanto, na falta de colaboração há necessidade de se restringir os movimentos;
Utiliza-se colírio anestésico (cujo efeito é de 15 minutos), sendo o exame indolor;
A duração aproximada é de 15 minutos, e se o bulbo ocular apresentar quadro doloroso o exame pode ser um pouco desconfortável;
Normalmente faz-se contato da sonda sobre as pálpebras fechadas e utilização de um gel condutor;
Por vezes, é necessário complementar o exame com a colocação de uma lente entre as pálpebras e realização do exame com olhos abertos;
Cooperação com fixação sem mover os olhos e olhar na direção solicitada são importante, auxiliam na varredura de todos meridianos;
Ligeiro embaçamento pode durar 15 minutos após o exame.

Anatomia do olho e órbita até terço médio da cavidade orbitária, mensuração da espessura e das dimensões de lesões oculares e orbitárias (ou de elementos normais do bulbo ocular) e características das estruturas internas de lesões císticas, sólidas, homogêneas, leterosêneas, etc..

Em caso de avaliação ultra-sonográfica pré-operatória da catarata, deve-se verificar se há alguma lesão visível ao ultra-som que indique a necessidade de cuidados especiais, no prognóstico ou contra-indicação do procedimento . Muitas vezes os pacientes atribuem à catarata (que pode ter se formando anos após a queda da visão) a baixa acuidade visual. Entretanto, a ultra-sonografia pode revelar que há descolamento total de retina, e ainda diferenciar o prognóstico na cirurgia de retina. Essa informação com base propedêutica adequada pode mudar a estratégia terapêutica.
Tumores intra-oculares devem ser dimensionados para auxiliar a calcular o volume da visão, a dose de radiação necessária e também para acompanhar o tratamento, e detectar padrão de diminuição ou aumento da lesão. Tumores muito extensos, com suspeita de metástase e infiltração de órgãos vizinhos, evoluem para cirurgia de enucleação ou de exenteração.
As lesões da órbita, devem ser avaliadas com ultra-sonografia, embora para lesões profundas a definição da imagem não permita avaliar todos os parâmetros (dimensão, localização, estrutura interna, conformação, rigidez, limites) e sendo necessária muitas vezes a analise em conjunto com outros métodos diagnósticos por imagem, como a tomografia computadorizada e a ressonância magnética.