Γύρω στις 20 εβδομάδες το έμβρυο έχει σχεδόν διαμορφωθεί στην τελική του μορφή. Στη φάση αυτή εκεί ολοκληρωθεί η ανάπτυξη του πλακούντα και η κυκλοφορία του αίματος ανάμεσα στη μητέρα και το έμβρυο. Ενώ η ανατομία των περισσότερων εμβρυϊκών οργάνων ελέγχεται ήδη στο 1° τρίμηνο, ο έλεγχος της εμβρυϊκής καρδιάς (echo-cardiograph) γίνεται στις 20 εβδομάδες, ώστε να είναι πλήρης.
Το υπερηχογράφημα των 20 εβδομάδων έχει πρωταρχική σημασία γιατί το κρανίο, ο εγκέφαλος, το πρoσωπο, ο θώρακας, οι πνεύμονες, η σπονδυλική στήλη, η κοιλιά, οι νεφροί, τα γεννητικά όργανα και τα άκρα του εμβρύου εξετάζονται με κάθε λεπτομέρεια. Ιδιαίτερη σημασία δίνεται στο υπερηχογράφημα της; καρδιάς του εμβρύου που γίνεται στον ίδιο χρόνο. Με έγχρωμο Doppler ελέγχονται τα αγγεία του εμβρύου και του πλακούντα και επιβεβαιώνεται έτσι η ομαλή λειτουργία της εμβρυομητρικής κυκλοφορίας.
Το υπερηχογράφημα σ' αυτή την περίοδο αποσκοπεί στο να ελέγξει την ομαλή ανάπτυξη του εμβρύου και να υπολογίσει το βάρος κατά τη γέννηση. Η εξέταση αυτή ελέγχει την ομαλή ανάπτυξη του εμβρύου με μέτρηση του μεγέθους και εκτίμηση του βάρους, προσδιορισμό της θέσης και εμφάνισης του πλακούντα,εξέταση των κινήσεων του εμβρύου μέτρηση της ποσότητας του αμνιακού υγρού.
Μολονότι οι περισσότερες γυναίκες έχουν ομαλή εγκυμοσύνη και γεννούν υγιή παιδιά, ορισμένα προβλήματα δεν αποκλείονται. Τέτοιου είδους προβλήματα είναι η υπέρταση κατά την κύηση, ο διαβήτης και ο πρόωρος τοκετός. Το υπερηχογράφημα και η εξέταση Doppler ενδείκνυνται για την πρώιμη διάγνωση και παρακολούθηση αυτών των περιπτώσεων.
Ο ρυθμός της ανάπτυξης του εμβρύου ελέγχεται υπερηχογραφικά για να αποκλεισθούν περιπτώσεις υπολειπόμενης ανάπτυξης (όπως μπορεί να συμβεί στην υπερτασική νόσο) ή, αντίθετα, μακροσωμίας (όπως μπορεί να συμβεί στο διαβήτη). Η εξέταση του μήκους του τραχήλου μπορεί να βοηθήσει στην πρώιμη διάγνωση του πρόωρου τοκετού.
Η ροή του αίματος στον πλακούντα και στο έμβρυο ελέγχεται με Doppler. Η αύξηση των αντιστάσεων στη ροή αυτή είναι πρώιμο διαγνωστικό σημείο σε πολλές επιπλοκές της κύησης, ενώ η εξέταση της εμβριομητρικής και εμβρυικής κυκλοφορίας μπορεί να βοηθήσει σημαντικά στη λήψη κλινικών αποφάσεων.
Το ανιχνευτικό αποτέλεσμα με υπερηχογραφικό έλεγχο αρνητικό δεν αποκλείει τελείως την πιθανότητα εμβρυικής ανωμαλίας. Σημαίνει ότι ο σχετικός κίνδυνος οργανικής βλάβης στο έμβρυο είναι μικρός.