Ultrasonografia doplerowska jest jedną z podstawowych metod wykrywania zwężenia tętnicy nerkowej w diagnostyce wtórnych przyczyn nadciśnienia tętniczego. Podstawą rozpoznania zwężenia tętnicy nerkowej są kryteria poza- i wewnątrznerkowe. Kryteria pozanerkowe obejmują przyspieszenie szczytowego przepływu skurczowego (PSV, peak systolic velocity) nad miejscem zwężenia pnia tętnicy nerkowej powyżej 1,8 (2,0) m/s oraz wartość współczynnika nerkowo-aortalnego (RAR, renal-aortic ratio) przekraczającą 3,5. Ich ocena jest możliwa tylko przy dobrej wizualizacji pnia tętnicy nerkowej, co nie zawsze się udaje, z takich względów jak znaczna otyłość pacjenta, obecność gazu w pętlach jelit czy niemożność dłuższego utrzymania powietrza na wdechu. Z powodu wymienionych ograniczeń zaczęto stosować kryteria wewnątrznerkowe charakteryzujące „małe-leniwe” spektrum przepływu za istotnym zwężeniem. Do tych kryteriów należą wydłużony czas akceleracji ponad 70 ms, obniżona wartość wskaźnika akceleracji poniżej 3,0 m/s², zniesienie szczytu wczesnoskurczowego, obniżenie współczynnika oporowości (RI, resistive index) poniżej 0,45 lub różnica wartości RI między nerkami lewą i prawą przekraczająca 0,05. Zastosowanie powyższych kryteriów łącznie lub oddzielnie pozwala na rozpoznanie ponad 60–70% zwężeń tętnicy nerkowej z czułością i swoistością nieprzekraczającą 90%, jeśli badanie wykonuje doświadczony ultrasonografista. Wprowadzenie ultrasonograficznych środków kontrastowych i obrazowania harmonicznego poprawiło wizualizację pni tętnic nerkowych oraz zwiększyło cenę badania, ale nie spowodowało istotnego przełomu. W obrazowaniu tętnic ponadliczbowych i dodatkowych ultrasonografia doplerowska wciąż ustępuje angiografii metodą tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego.