O exame é realizado com a gestante deitada em decúbito dorsal horizontal (com o abdome para cima) em uma cadeira de repouso. Após aplicação de pequena quantidade de gel sobre a pele do abdome, o médico posiciona um transdutor para a detecção dos batimentos cardíacos fetais, que são registrados por um período de 20 ou 30 minutos. Caso julgue necessário, o médico que interpretar o exame de cardiotocografia pode realizar uma ultrassonografia complementar.