Badanie USG 3D jest techniką trójwymiarowego obrazowania ciąży co umożliwia uzyskanie przestrzennych zdjęć płodu. Podczas badania dziecko widoczne jest na ekranie aparatu ultrasonograficznego w pozycji statycznej (nieruchomej), a otrzymany obraz można dowolnie obracać i oglądać z różnych stron. Zamiast czarno-białych plam przyszły rodzic jest w stanie dostrzec szczegóły anatomiczne dziecka: jego twarz, rączki, nóżki oraz brzuch. Dzięki tak dużej szczegółowości badanie to, pozwala na bardziej precyzyjne wykluczenie wad rozwojowych, a w przypadku ich potwierdzenia możliwość diagnostyki oraz podjęcie leczenia.

Zasadniczą różnicą pomiędzy badaniem USG 3D, a USG 4D jest sprawienie, że trójwymiarowe zdjęcia zaczną się poruszać, czyli:

Ponieważ dziecko rejestrowane jest w ruchu (na ekranie wyświetlany jest ruchomy obraz), rodzice są w stanie zauważyć kiedy maleństwo się obraca, robi różne miny, a nawet uśmiech lub grymas na jego twarzy.