Una ecografía es el mejor método para diagnosticar colelitiasis. La presencia de cálculos en el interior de la vesícula biliar se detecta con una fiabilidad diagnóstica por encima del 90%. Habitualmente la vesícula biliar, que es una estructura quística, sin ecos en su interior, los presenta cuando existen cálculos. Además estos cálculos no dejan pasar el sonido y se produce una sombra libre de ecos llamada sombra acústica más allá del cálculo. El poder de resolución del ultrasonido en la detección de cálculos es inferior a 2 mm.

En cambio, como solo entre el 10-15% de los cálculos biliares contienen el suficiente calcio para ser radioopacos, la radiografía simple es menos sensible.