A ecografia 4D é uma ecografia 3D em tempo real e o exame realiza-se entre as 20 e as 26 semanas, altura em que o desenvolvimento do tecido cerebral, dos órgãos internos, dos membros e da aparência externa dos cinco sentidos do feto está praticamente concluído. O primeiro passo para a realização de uma ecografia 4D consiste em fazer observações de rotina sobre o desenvolvimento do feto, medir o tamanho do feto e, em seguida, procurar detectar malformações, tais como cardiopatias congénitas, ectopia de órgãos internos, atresia duodenal, membros curtos ou ausentes, hidrocefalia, espinha bífida, etc. A ecografia 4D pode reconstruir o rosto, o crânio, a coluna vertebral e o coração do feto em três dimensões através da tecnologia de reconstrução 3D, permitindo uma observação mais detalhada do feto. O volume do líquido amniótico é também relativamente elevado às 20-26 semanas de gravidez, o que pode servir como uma boa janela para a transmissão do som, permitindo que as imagens do feto sejam visualizadas mais claramente e facilitando a observação da ecografia 4D.