Siêu âm doppler xuyên sọ là kỹ thuật ứng dụng nguyên tắc hiệu ứng Doppler để ghi nhận tính chất dòng máu nội sọ. Kỹ thuật này dùng các cửa sổ tự nhiên của xương sọ để tia siêu âm có thể xuyên thấu đến các mạch máu đáy sọ đo tốc độ dòng máu một cách trực tiếp, khách quan; đồng thời phân tích phổ doppler cung cấp thêm thông tin như độ mở rộng phổ, hướng dòng máu, chỉ số đập Gosling... từ đó đánh giá huyết động học não. Vì siêu âm Doppler xuyên sọ có đặc tính không xâm lấn nên ngày càng được ứng dụng trong lãnh vực siêu âm thần kinh để khảo sát bệnh lý tắc nghẽn mạch máu nội sọ, bổ sung cho siêu mạch máu ngoài sọ, theo dõi quá trình co mạch trong xuất huyết dưới màng nhện.