Ultraheliuuring teostatakse läbi kõhukatete. Harva on vaja diagnoosi täpsustamiseks teha ka tupekaudne uuring. Raseduse 11.–13.+6 nädalal mõõdetakse ultraheliuuringu käigus Downi sündroomile iseloomulikud ultraheli markerid.
Kuklavolt (nuchal translucency): see on vedelikukogum, mis jääb loote kaela piirkonnas naha ja pehmete kudede vahele. Kõigil loodetel on kaela piirkonnas väike vedelikuviirg, kuid 75-80% Downi sündroomiga loodetel on see vedelikukogum normist suurem. 1% loodetel on kuklavolt suurem kui 3,5 mm.