Et ultralydinstrument kan i prinsippet tenkes bygget opp av tre hovedmoduler i tillegg til probe og monitor. Dette er vist på figuren nedenfor.

Proben skal både sende og motta akustisk energi og i kontinuerlig Doppler moden skal den til og med kunne gjøre det samtidig. Den består av mange uavhengige elementer (opp til ca 200) som kan ha bredde ned til 0.1 mm.
 

RF (Radio Frequency) innsamlingsenheten styrer hvert element uavhengig for å oppnå den ønskede avbøyning og fokusering av ultralydstrålen. Denne enheten består av analog og digital elektronikk som kombinerer de mange signalene fra proben til én utgang. Dette gjøres ved hjelp av en stråleformer som dynamisk forsinker de enkelte kanaler i forhold til hverandre og sørger for at ekkosignalene fra hvert enkelt element i proben summeres koherent. Stråleformeren kan betraktes som en signalprosessor som opererer både i tidsdomenet og det romlige domenet. I dag lages den digitalt, og det er behov for så mye beregningskapasitet at den må lages ved hjelp av kundespesifiserte integrerte kretser.

Skanlinje prosessoren gjør signalbehandling i tidsdomenet og trekker ut informasjon fra RF-signalet som er samlet inn. Denne prosessoren er egentlig tredelt: en del for å ta ut B- og M-mode data, en del for farge-Doppler og en spektralanalysator for spektral Doppler data. Implementering ble tidligere gjort ved hjelp av signalprosessorer, men i dag kan en standard PC gjøre denne operasjonen.

Displaydelen består av en programvare som transformerer skanlinje data til et format som passer en skjerm. Den viktigste operasjonen er skankonvertering som er en omforming fra rektangulært til polart displayformat. I tillegg gjøres også amplitudekompresjon og bildefiltrering.

For å styre hele skanneren finnes også en kontrollenhet som er implementert som programvare. Den skal sørge for at alle moduler styres rett og gir optimal uthenting av informasjon fra de svake ultralydsignalene.