در سونوگرافی سه بعدی امواج صوتی با زوایای مختلف به بدن جنین تابانده می شود و انعکاس این امواج با کمک نرم افزارهای پیشرفته کامپیوتری تغییر می شود. در سونوگرافی چهار بعدی علاوه بر ایجاد تصاویر سه بعدی از جنین حرکات جنین را نیز به صورت زنده نشان می دهد. سونوگرافی سه بعدی و چهار بعدی جایگزین سونوگرافی ساده نیستند و باید به عنوان مکمل سونوگرافی ساده در صورت تشخیص پزشک مبنی بر احتمال وجود ناهنجاری استفاده شود. سونوگرافی سه بعدی و چهار بعدی در صورتی که جنین در وضعیت مطلوبی قرار داشته باشد حدود ۲۵ دقیقه طول می کشد و در موارد چند قلویی مدت زمان بیشتری نیاز دارد.