超声造影剂是一种含有直径为几微米的气泡的液体。利用含有气泡的液体对超声波有强散射的特性,临床将超声造影剂注射到人体血管中用以增强血流的
超声多普勒信号和提高
超声图像的
清晰度和分辨率。
造影剂微气泡在超声的作用下会发生振动，散射强超声信号。这也是超声造影剂的最重要的特性——增强背向散射信号。例如在
B超中，通过往血管中注入超声造影剂，可以得到很强的B超
回波，从而在图像上更清晰的显示血管位置和大小。
接收到的超声强度是
入射强度和反射体的
散射截面的函数。散射截面是与频率的
四次方和
散射体半径的六次方成正比，这对所有的造影剂介质都适用。理论上，通过简单的计算就可以看到气泡粒子的散射截面要比同样大小的
固体粒子（例如铁）大1亿倍。这也是气泡组成的造影剂的造影效果比别的散射体优越的原因所在。
气泡散射还有一个十分有意义的特性——气泡共振。当入射声波的频率与气泡
共振频率一致时，入射声波的能量全部被气泡
共振吸收，形成共振散射，这时散射截面远比上述公式给定的大。
超声造影剂的研究和应用可以追溯到1968年Gramiak等人描述的心脏内注入盐水后可在
主动脉根部得到
云状回声
对比效果。80年代后期，超声组织定征遇到一定的困难，某些组织即使病理上有区别，它们的超声特性却很相似。为此能增强组织和血液回波能力的超声造影剂受到极大关注。
早期的
造影剂，包括含有自由气泡的液体；含有
悬浮颗粒的胶状体；乳化液体等。缺点是尺寸大、不稳定、效果差。自由气泡是超声造影剂最简单的形式，中国临床采用过H2O2作为超声造影剂，它进入血液后生成
游离氧，多用于心动学中的造影。由于自由气泡尺寸太大很不稳定，不能通过
肺循环，不适于
心脏造影。含悬浮颗粒的胶状体可用于增强软组织背向散射，且有较好的造影效果，它的存活时间长。但考虑到毒性的影响，只能小剂量使用，限制了其
应用范围。
脂类化合物作为超声造影剂是从
脂肪肝的回波能力增强中得到的启示，它的增强效率较低。由许多化合物组成的水溶液进入人体后，使
循环系统的
声速和密度随造影剂的浓度发生变化，在
脉管和非脉管组织间引起
声阻抗差异，从而增强
脉管系统的背向散射，但其增强效率太低。
90年代初以来，超声造影剂的研究工作取得了很大的进展。与早期的超声造影剂相比，直径为几个μm的可通过肺循环的包膜超声造影剂的应用效果最佳、应用范围更广、稳定性更好。而同时，世界上一些公司和研究机构研制了不同的超声造影剂，用于
动物实验和
临床研究的超声造影剂已投放市场。各种造影剂都能不同程度地增强组织的回波能力，并可用于
谐波测量与成像。
造影剂的分代是主要是依据
微泡内包裹气体的种类来划分的。第一代造影剂微泡内含空气，包膜一般为
白蛋白或
半乳糖等聚合体。第一代超声造影剂的物理特性，包括包膜较厚，弹性差，而且包裹的空气易溶于水等，决定了它持续时间短，容易破裂，从而限制了临床应用中观察和诊断的时间。第一代造影剂包括Albunex、Echo-vist(SHU-454)和Levovist(SHU-508A),第二代造影剂包括Aerosomes(DMP-115)、EchoGen、Imagent(AFO150)、NC100100、Quantison、Sonovue(BR-1)、AI-700、Bisphere、Sonovist(SHU-563A)、PESDA以及Optison(FS069)。
目前第二代超声造影剂为包裹
高密度惰性气体（不易溶于水或血液）为主的
外膜薄而柔软的气泡，直径一般在2-5um左右，稳定时间长，振动及回波特性好。第二代造影剂包括Optison、Sonovue、Sonazoid等。
Albunex和Optison已由美国
FDA批准临床应用，Echovist和Levovist已由欧洲批准临床应用。
在中国大陆已规模化生产，但目前属于动物实验用产品，仍处于
临床前研究阶段的
脂质类超声微泡造影剂有CNUCA，包括两种类型：一种为即用即溶型干粉微泡，一种为冻干微泡
前体物质。
近年来，超声造影剂在治疗超声领域的应用已经开始被研究。由于超声造影剂中微气泡可加强空化效应，从而促进超声生物效应，因此超声造影剂在超声溶栓、介导
基因转移、药物输送（drug delivery）和高强聚焦超声（Hifu）等治疗方向上也开始研究。超声造影剂的应用范围不断扩大，应用价值不断提升。
介导基因转移 低频超声联合超声微泡增强
基因转染目前已被国内、外学者所公认，其转染效率较
脂质体转染效率略差或相近，但仍明显低于病毒。 目前中国大陆已生产有“低频基因转染仪”供超声微泡
转基因用，其频率可调，1M Hz~3M Hz。