乳房x线摄片存在一些检查的限制，引发人们探索其他观测乳房方法的可行性。其理由包括：乳房x线摄片使用放射线，具有潜在的危险性；它对于透视致密的乳房组织有所限制；无法清楚判定肿块是良性或恶性。这些对年轻、高危人群的妇女尤其重要，因此医师需要其他技术作为辅助。有些技术是老的技术，有些是新的，效果因每种技术的不同而有显著差异。然而到目前为止，这些技术的成效都不足以超越乳房X线摄片，因此多半只作为乳房x线摄片的辅助工具。
超声波的原理是将高频率的声波，以小脉冲发射出去，像雷达般到达乳房。先将凝胶涂抹在乳房上，增加乳房的滑度，然后以小型变换器（一种可以拾回声波的装置）在皮肤上来回滑动，将声波发射出去。如果有东西阻挡声波的去向，声波会被弹回；如果没有东西挡住，声波将穿过乳房。超声波不像x线可以挑检出小细节，但可以显现肿块的其他特性。超声波的最大优点在于它不使用放射线。
这项技术多半用来寻找特定的目标。如果我们知道有个肿块在某处，就可以用超声波取得更多的相关资料，帮助判断肿块到底是充满液体，或是实心的。如果充满液体（如囊肿），声波将可穿透它；若是实心的，例如纤维腺瘤、假性囊肿或癌性的肿块，声波将被弹回。
超声波对解读乳房x线片相当有帮助。如果医师触诊出一个肿块，乳房x线片上仅会显示致密的乳房组织，超声波则可看出乳房组织是否有肿块。乳房x线片只能显现重叠的阴影，超声波有时可以分辨致密组织中的差异。超声渡并不完美，但它增加了另一个空间的影像，这是乳房x线片无法做到的。因此，如果在乳房x线片中发现病变，许多癌症治疗中心会再做一次超声波检查。
由于超声波检查并无任何放射线存在，这是年龄低于35岁的妇女相当好的检查工具。若较年轻的病人有肿块，医师想要知道它究竟是纤维腺瘤，或只是致密的纤维组织，超声波可以区分两者的差异。
超声波的限制是，它比乳房X线摄片更倚赖操作人员的经验。不像乳房x线摄片可以显现整个乳房，每张超声波照片仅能看出乳房的一个小区域。操作超声波的技师或医师要能先找到异常处，才能将它拍摄下来。技师或医师握着变换器，直接放在病变处上方，随着放置的角度不同，显现的影像也不一样。在施行检查以及拍摄照片时，技师或医师要站在病人身旁，眼睛紧盯着显示屏。
超声波看来似乎是更理想的检验工具，为什么我们不就用超声波而舍弃乳房x线摄片？问题在于单以超声波检查整个乳房非常不容易，它会出现许多线条及浓密变化，使得区分工作变得非常困难。此外，可以在乳房x线片上看到的钙化点或其他病变，超声波却可能无法辨识。因此，使用超声波的最佳时机是，检查已被触诊或乳房x线摄片发现的肿块或区域。
我们也可以用超声波作为细针穿刺活体组织病理检查的引导工具：熟悉乳房超声波的医师在做活检时，可以从不同方向进入病变，较容易进入原来难以接近的乳房区域。超声玻同时也可在有硅胶植入物的妇女身上使用，以找出植入物是否破裂或渗漏。
如同数字乳房x线检查使得画面更加清晰一样，许多科学家也尝试增加超声波的解析度。3D（three-dimensional）超声渡解析度强，对于诊断乳房问题的帮助很大，特别对有致密乳房的年轻女性。彩色多普勒超声波（ColorDoppler ultrasound）以及能量多普勒（Power Doppler）超声波，可显示何处有一团组织，以及血液流量增加的现象。癌症通常都有血流量增加的现象，某些良性的病变也有这种现象。一项研究显示，彩色多普勒超声渡显现的血流增加现象，与肿瘤的尺寸以及其中有多少淋巴结有关，但与肿瘤内细小的新血管（微血管密度）无关。也就是说，彩色多普勒超声波挑出大血管的效果比显现新血管要好，而我们认为新血管对预测肿瘤行为更重要。
不论这些新的和进步的超声波技术对探测异常或诊断确多大帮助，都有待进一步临床研究。超声波依然是诊断乳腺痛的一项重要工具。
