造影血管検査室で実施するもので、局所麻酔を穿刺する箇所にしてから、上腕動脈若しくは大腿動脈からカテーテルを入れます。これを心臓まで移動させますが、造影剤用いるケースでは、移動させた後にヨード系造影剤を注入します。カテーテルはプラスチックでできた細い管から形成されており、これを心臓内部へ血管を通して挿入させる訳です。そこで心臓から送られる血液量や逆流状態、心臓内圧、採取した血液から酸素濃度などを調べます。この検査は重篤な心臓疾患が対象であるため、先天性の心疾患や心臓弁膜症を精密に検査し、診断するものです。換言すれば重症である心臓の病気が考えられる場合に限って実施されます。

心臓カテーテル検査（しんぞうかてーてるけんさ）を行った際、上記のほか心筋生検や冠状動脈造影、心臓造影も同時に行われることがあります。心筋生検は、心筋細胞を用いて病理学的検査を行うもので、穿刺針を備えたカテーテルによって一部の組織を採取します。冠状動脈造影はX線造影するもので、冠状動脈の異常やその位置を確認するものです。心臓造影も同じく、血管の形状や心臓の形を知るためのもので、X線造影します。通常、心臓カテーテル検査と言えば、これも含まれます。

この検査で確認できる疾患は、心筋症や先天性心疾患、心臓弁膜症、大動脈瘤、虚血性心疾患、心膜炎などがあります。また正確な状態を知ることができるため、重症度の診断も容易となります。検査時間はおよそ一時間ほどとなりますが、どの検査を行うかによって多少異なります。ただし、入院が検査を考えたものであれば、退院は翌日以降になるのが一般的です。