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 (đột quỵ nhẹ) do có huyết khối. Thủ thuật này cũng giúp ích trong việc đánh giá mức thành công của các thủ thuật tim trước đó bao gồm thay van và phẫu thuật bắc cầu, cũng như các bệnh lý ở tim khác bao gồm bệnh tim bẩm sinh.
Siêu âm tim qua thực quản giúp phát hiện huyết khối, u và các khối bất thường trong tim mà 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.