Jest to najnowocześniejsza technika USG, która pozwala na uwidocznienie płodu w obrazie trójwymiarowym oraz trójwymiarowym w czasie rzeczywistym (4D).
Diagnostyka trójwymiarowa 3D daje zdecydowanie większe możliwości w rozpoznawaniu wad rozwojowych twarzy, kończyn, kręgosłupa, a także powłok ciała i stanowi metodę uzupełniającą badanie techniką dwuwymiarową 2D. Możliwość zobaczenia twarzy (często uśmiechniętej!), kończyn i ruchów nienarodzonego jeszcze dziecka w ultrasonografii trójwymiarowej dla wielu przyszłych rodziców jest niezapomnianym przeżyciem. Wielu psychologów uważa, że przyczynia się to do wytworzenia wcześniejszego i silniejszego związku emocjonalnego matki z dzieckiem. Należy więc podkreślić, że obserwacja obrazu dziecka podczas badania USG ma nie tylko charakter rozrywki, ale również wzmocnienie więzi matki (i ewentualnie obecnego podczas badania ojca dziecka) z nienarodzonym dzieckiem. W nielicznych przypadkach badanie jest nieco utrudnione z powodu np. zmniejszonej ilości płynu owodniowego lub znacznego stopnia otyłości ciężarnej.