Die Linksherzkatheteruntersuchung wird in der Regel bei Verdacht auf eine Minderdurchblutung des Herzmuskels, bedingt durch eine Verengung eines oder mehrerer herzmuskelversorgender Gefäße (Herzkranzgefäße) durchgeführt. Bei dieser Untersuchung werden die Herzkranzgefäße durch Injektion eines Röntgenkontrastmittels während der Durchleuchtung mit Röntgenstrahlen (Koronarangiographie)auf einem Röntgenbild sichtbar gemacht. Darüber hinaus können im Rahmen der Untersuchung die Funktion einiger Herzklappen, aber auch die Druckverhältnisse in der linken Herzkammer näher untersucht werden. Auch die Pumpleistung des linken Ventrikels, der Herzkammer, die die Hauptarbeit des Herzens trägt, kann mit Hilfe des Kontrastmittels und Durchleuchtung (Ventrikulographie) beurteilt werden.

Die Untersuchung wird entweder über eine Unterarmarterie (am Handgelenk) oder eine Leistenarterie durchgeführt. Nach Gefäßpunktion wird ein feiner Kunststoffschlauch (Katheter) durch die Hauptschlagader bis zum Abgang des jeweiligen Herzkranzgefäßes vorgeschoben. Nach Injektion des Röntgenkontrastmittels werden die Gefäße sichtbar und können somit diagnostisch beurteilt werden. Die Untersuchung wird ohne Allgemeinnarkose durchgeführt. Es wird lediglich die Punktionsstelle lokal betäubt. Darüber hinaus wird je nach Bedarf und Situation (auch auf Wunsch des Patienten)ein Beruhigungsmittel gegeben.

Sollte man im Rahmen der Untersuchung eine Verengung oder einen Verschluss eines oder auch mehrerer Herzkranzgefäße feststellen, so würde man in der gleichen Sitzung eine sogenannte Perkutane Transluminale Coronare Angioplastie PTCA(Erweiterung von Engstellen) durchführen können. Diese Entscheidung wird je nach Befund getroffen; gelegentlich muss der Befund aber noch analysiert und erörtert werden, sodass keine unmittelbare Therapie stattfindet. Dies ist insbesondere bei den Befunden erforderlich, in denen man zwischen einer Katheter-Behandlung und einer Bypass-Operation abwägt.
 
Wird eine PTCA durchgeführt, geschieht dies mit Hilfe eines Ballonkatheters, welcher durch den Kunststoffschlauch bis zur Öffnung der Herzkranzarterie und bis zu der  Engstelle vorgebracht wird. Ein Ballonkatheter besitzt an seinem Ende einen mit Flüssigkeit aufdehnbaren Ballon, welcher in der Engstelle aufgedehnt wird.

Nach erfolgter Erweiterung einer Engstelle ist in den allermeisten Fällen das Einsetzen (Implantation)einer Gefäßstütze (eines Stents)notwendig. Das ist sehr wichtig, da es nach einer alleinigen Gefäßerweiterung meistens zu einer erneuten Verengung kommen kann. Ein Stent ist eine feine Gefäßstütze aus Metall, die zusätzlich mit einem Medikament beschichtet ist. Das Medikament unterdrückt Gewebewachstum durch die Maschen des Stents und verhindert eine erneute Engstelle im Stent.
Dieser Stent wird im gefalteten Zustand auf einem Ballonkatheter bis in die Engstelle vorgebracht und nach Aufdehnung des Ballons im Gefäß entfaltet und abgesetzt. Durch die Gefäßstütze werden die elastischen Rückstellkräfte des Gefäßes minimiert, so dass die zuvor erweiterte Engstelle offen bleibt. Es können je nach Ausdehnung der Engstelle und je nachdem wie viele Verengungen vorliegen auch mehrere Stents in der gleichen Sitzung implantiert werden. Somit kann die Untersuchung, je nach Aufwand in der Regel 30-60 min. dauern.
 
Nach Abschluss der Untersuchung wird die Punktionsstelle durch Anlegen eines Druckverbandes verschlossen.

Analog zum Linksherzkatheter wird bei der Rechtsherzkatheteruntersuchungeine Punktion in der Leistengegend durchgeführt. Diesmal wird der Katheter jedoch durch die Leistenvene über den rechten Vorhof und rechten Ventrikel bis zu den Lungenadern geführt. Diese Untersuchung wird bei einigen Lungenerkrankungen und Klappenfehlern durchgeführt. Darüber hinaus ist die Bestimmung des Herzzeitvolumens möglich, der allgemeinen Kreislaufleistung.

In einigen Fällen ist eine sofortige Ballonaufdehnung und Stentimplantation aufgrund einer sehr starken Verkalkung der Koronarengstelle nicht möglich. In solchen Fällen wird eine Rotablation angewendet. Hierbei werden die Verkalkungen im Koronargefäß abgetragen, so dass nachfolgend die Stentimplantation erfolgen kann. 
Auch bei diesem Verfahren wird ein spezieller Katheter benötigt, mit dessen Hilfe ein Diamantbohrer in das betroffene Koronargefäß über eine Leistenarterie eingeführt werden kann. 
Über einen speziellen Antriebsschafft wird der Bohrkopf mithilfe eines Turbinenmotors in Rotation gebracht. Dabei werden Umdrehungen von ca. 180.-200.00 pro Minute erreicht, sodass eine verkalkende Engstelle im Grunde abgeschliffen wird. Die Plaquepartikel, die durch den Bohrkopf "abgeschabt" werden sind so klein, dass sie keine Gefäße mehr verstopfen können. Nach der Rotablation kann dann die Ballon-und Stentbehandlung problemlos und mit einem besseren Ergebnis abgeschlossen werden.

Ein chronisch verschlossenes Herzkranzgefäß ist ein Verschluss, der mindestens 3 Monaten alt ist. Die Versorgung des Myokardgewebes wird oft durch die Umgehungskreisläufe gewährleistet, die jedoch oft in ihrer Leistungsfähigkeit dem ursprünglichen Gefäß unterlegen sind.

Grundsätzlich folgt die Wiedereröffnung chronisch verschlossener Herzkranzgefäße dem gleichen Ablauf wie bei einer normalen Herzkatheteruntersuchung. Die Komplexität des Verfahrens besteht darin, dass die vermeintliche Engstelle in der Kontrastmitteldarstellung nicht mehr erkennbarist und oft nur über die Darstellung der Kollateralen, also der Gefäßumgehung lokalisiert werden kann. Aber auch hierbei kann die exakte Länge und der Verlauf der Verstopfung nicht immer erkennbar sein.
Wenn also Symptome bestehen und ein im Versorgungsgebiet der verschlossenen Koronararterie lebendes ( vitales ) Myokardgewebe nachzuweisen ist, wird die CTO- Rekanalisation unter Zuhilfenahme von Spezialkathetern und speziellen Drähten durchgeführt. 

Bei diesem Verfahren wirdüber ein Bildgebungskatheter das Licht im Infrarotspektrum direkt in das betroffenen Herzkranzgefäß eingestrahlt. Dabei können wertvolle Informationen über die Ausdehnung und Schwere der Engstelle, sowie Zusammensetzung der Plaque (Arterienverkalkungen) gewonnen werden. Im Unterschied Ultraschall besitzt die optische Kohärenztomographie eine bessere Auflösung. Mithilfe dieses Verfahrens können harmlose Plaques von den sogenannten gefährlichen Plaques unterschieden werden und eine spezifische Therapieentscheidung getroffen werden. Darüber hinaus kann das Untersuchungsergebnis nach Stent-Implantation genau beurteilt werden. Dieses Verfahren wird unmittelbar während der Herzkatheteruntersuchung, vor oder nach Stent-Implantation durchgeführt.

Dieses Verfahren hilft die hämodynamisch relevante Einengung des jeweiligen Herzkranzgefäßes bei angiographisch nicht eindeutigen Befunden zu objektivieren.
Die FFR Messung erfolgt über einen speziellen Druckdraht, der über den Herzkatheter in das betroffene Herzkranzgefäß eingeführt wird. Mithilfe dieses Drahtes wird das Verhältnis aus dem  maximalen Blutfluss in einem Koronargefäß mit Einengung im Vergleich zu einem maximalen Fluss im selben Koronargefäß ohne Einengung bestimmt. Bei einem Verhältnis unter 0,8 wird eine Stentimplantation durchgeführt; bei einem Wert deutlich über 0,8 kann die Engstelle allein medikamentös behandelt werden. Dieses unterschiedliche Vorgehen ist durch Studienergebnisse abgesichert. Die Methode hilft, Stents nur dort zu implantieren, wo sie den eingeschränkten Blutfluss verbessern.

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