内視鏡を口から挿入し、食道から胃、十二指腸球部まで到達させて検査します。ファイバースコープはグラスファイバーを細かくしたものを束ねた内視鏡であり、そのまま内部を観察します。これに対して近年用いられるようになった電子内視鏡は、CCDと呼ばれる小型カメラを内視鏡の先っぽに装備しており、テレビモニターで観察します。こちらは何人かの医師が集まって病変部を見ることができ、診断だけでなく治療方法を提案するのにも役立ちます。出血があるかどうかを鮮明に見ることができ、病変部の範囲や形状、色調なども確認できます。特にとても小さい早期癌の発見に役立ちます。

上部消化管内視鏡検査（じょうぶしょうかかんないしきょうけんさ）は、直接消化管粘膜を観察できるものであり、通常、X線検査で何らかの異常が認められたケースで適用されます。しかし、近年では先に内視鏡検査が実施される傾向にあり、その場合、X線検査を行いません。当該検査では粘膜剥離術や粘膜切除、ポリペクトミーといった内視鏡的治療が行われたり、臓器組織の一部を採取する生検によって病理学的診断が行われたりします。主に食道及び胃並びに十二指腸内において生じた病変の診断を目的とします。

異常とされた場合、上部消化管疾患である十二指腸潰瘍や食道炎、胃癌、食道潰瘍、胃潰瘍、胃癌、胃炎などが考えられます。これはX検査と同様ですが、内視鏡だと更に詳しく分かります。また、癌の診断には生検を要するため、内視鏡を用いて細胞の一部を採取します。ただし、当該検査では病変部の深さなどがハッキリ確認できないため、同時に超音波内視鏡検査なども実施されます。