Ekokardiografi trans-esofagus melibatkan penempatan probe ultrasound ke dalam kerongkongan untuk memvisualisasikan struktur dan fungsi jantung. Pemeriksaan ini memberikan gambaran yang lebih jelas mengenai struktur jantung tertentu, seperti septum atrium, katup jantung, atrium dan telinga, dibandingkan dengan ekokardiogram transthoracic yang normal. Pemeriksaan ini cocok untuk: 1) pasien dengan demam kronis yang mencurigai adanya endokarditis infektif; 2) pasien dengan defek septum atrium yang tidak dapat ditentukan dengan ekokardiografi transthoracic, sehingga tidak dapat dilakukan penyumbatan; 3) pasien dengan riwayat fibrilasi atrium yang ingin memastikan ada tidaknya gumpalan darah di atrium dan telinga; 4) pasien dengan stroke berulang (trombosis otak) yang ingin memastikan apakah gumpalan darah tersebut berasal dari jantung. Pasien diharuskan dalam keadaan perut kosong sebelum pemeriksaan, dan barium esofagogram juga diperlukan untuk menyingkirkan penyakit seperti tukak esofagus dan tumor.