Thông thường, bác sĩ có thể yêu cầu siêu âm tim qua thực quản để đánh giá đột quỵ hoặc cơn thiếu máu não thoáng qua (TIA hoặc đột quỵ nhẹ) do có cục máu đông. Thủ thuật này cũng giúp ích trong việc đánh giá các bệnh lý về tim bao gồm bệnh tim bẩm sinh cũng như sự thành công của các thủ thuật tim trước đó bao gồm thay van và phẫu thuật bắc cầu.
Siêu âm tim qua thực quản giúp phát hiện các cục máu đông, khối u và các khối bất thường trong tim, có thể không thấy rõ được trên hình ảnh siêu âm tim thông thường. Thủ thuật này cũng có thể giúp phát hiện các vấn đề đặc biệt ở van tim, bao gồm van tim bị nhiễm trùng.