經顱多普勒超聲（transcranial Doppler，TCD）的基本原理與B型超聲等其他超聲的物理基礎相同，首先要有一種可以發射聲波的裝置作為基礎。超聲波具有良好的穿透能力，在遇到物體表面時超聲束可以發生部分反射及散射現象。同理，當超聲束遇到血流中的紅細胞時也將產生此現象，而反射回來的聲波則是多普勒頻移信號產生的基礎。