Manche Strukturen des Herzens sind mit der Echokardiographie „von außen“ nicht ausreichend darstellbar, so dass bestimmte Erkrankungen (z. B. Blutgerinnsel im Herzen) nicht oder nur eingeschränkt abgeklärt werden können.

Es gibt auch Patienten, die mit dem „normalen Echo“ kaum zu untersuchen sind, z. B. wegen einer Lungenerkrankung. In diesen Fällen kann die transösophageale Echokardiographie weiterhelfen. Hierbei wird eine flexible Sonde über den Mund in die Speiseröhre bis in Herzhöhe eingeführt. Am Ende der Sonde befindet sich ein kleiner Schallkopf, mit dem sich z. B. die Vorhöfe und Herzklappen oft sehr gut darstellen lassen. In einem Vorgespräch werden Indikation (Grund), Ablauf und mögliche Risiken erläutert. Wie bei einer Magenspiegelung (Gastroskopie) muss der Patient nüchtern sein.