造影剤と呼ばれるバリウムを飲んで、食道、胃、十二指腸まで調べます。消化管内腔の状態を調べるには、空気を胃に流し込みます。これには、ゾンデと発泡剤を用いる方法があり、前者は直接空気を入れるために細い管を用います。後者は水に溶解すると炭酸ガスに変化するもので、一般にはこれが適用されます。上部消化管X線造影（じょうぶしょうかかんえっくすせんぞうえい）の検査を行うには透視台の上で実施しますが、その際、バリウムと共にこの発泡剤を飲みます。また撮影を行う前に筋肉注射で薬をうつ場合もありますが、これは蠕動運動を生じる胃及び十二指腸を抑えるために行われます。

ただし、不整脈や薬物に対する過敏症、前立腺肥大症、緑内障を患っている人がこの注射を受けると、ショックや動悸、排尿困難、眼圧異常を呈することがあるため、前もって医師に申告しておく必要があります。尚、検査の際にはゲップをしないようにします。また撮影時には息を止める必要があります。更に、衣服に金属製のものがついている場合は、それを取り外します。その他、食事は検査終了後一時間程度は控えます。

上部消化管X線検査では、食道潰瘍や胃炎、胃癌、十二指腸潰瘍、食道炎、胃ポリープ、食道癌、胃癌などが分かります。また膵頭部異常なども確認できます。写真では発泡剤で生じた炭酸ガスが黒っぽくなり、粘膜にくっついたバリウムは白っぽく写ります。簡単に言えば二重造影として映し出されるため、非常にクッキリとしています。異常はその形状から分かるようになっており、圧迫や狭窄、変形、偏位、そして潰瘍や癌なども見られます。上部消化管X線造影によって異常が見られた場合、内視鏡を用いて引き続き詳細に調べることになります。