Rozdzielczość osiowa wynika z możliwości rozróżnienia jako oddzielne impulsy dwóch ech. Głównymi czynnikami wpływającym na rozdzielczość osiową są częstotliwość dźwięku oraz kształt impulsu. Dla głowicy generującej prostokątny impuls, echem jest fala składająca się z fali o dwóch lub trzech cyklach. Sygnały takie od sąsiednich tkanek można odróżnić, jeśli są w odstępie 3 okresów impulsu, co odpowiada 1,5 długości impulsu w tkance. Dla sygnału o częstotliwości 5 MHz daje rozdzielczość 0,45 mm.
Rozdzielczość poprzeczna jest ograniczana jakością urządzenia, jak i warunkami fizycznymi. Propagacja dźwięku w tkankach podlega prawom optyki falowej zjawiska odbicia, załamania, dyfrakcji. Rozpraszanie i pochłanianie zależą od częstotliwości fali. Rozdzielczość urządzania ogranicza dyfrakcja fali dźwiękowej rozchodzącej się w tkankach, im większa częstotliwość tym rozdzielczość dyfrakcyjna jest większa, jednak wzrost częstotliwości zwiększa rozpraszanie i pochłanianie fali, co utrudnia lub wręcz uniemożliwia badanie tkanek położonych głęboko.
Na rozdzielczość poprzeczną wpływ ma przekrój poprzeczny wysyłanej wiązki fal, która jest kształtowana przez układ ogniskowania urządzenia i zazwyczaj zmienia się wraz z głębokością.