Se define como la exploración invasiva del árbol arterial (se realiza punción directa sobre una arteria, habitualmente la arteria femoral común derecha) , para ello es necesaria la utilización de un medio de contraste y radiación ionizante (equipo de rayos X) para captar las imágenes que dibujan el sistema arterial estudiado.

Arteriografía de la zona del cuello. Se puede observar la columna de contraste dibujando la arteria carótida común, dividiéndose en la arteria carótida interna (que presenta una zona irregular de placa ateromatosa) y la arteria carótida externa que se encarga de la irrigación del rostro. La arteria carótida interna presenta un recorrido intracraneal hasta convertirse en la arteria cerebral media.

Para poder realizar el estudio se punciona la arteria y se introduce un catéter que se posiciona en la zona elegida. Posteriormente, junto con la introducción del contraste se realiza una serie de disparos con un aparato de rayos X, que permitirá seguir la columna de contraste. Finalmente se extrae el catéter y se procede a comprimir la zona de punción para evitar sangrados. Se recomienda no realizar esfuerzo y reposo en cama entre 12 y 24 horas tras el procedimiento.

Aortograma abdominal.
Aortograma abdominal. La aorta abdominal presenta múltiples ramas, en la arteriografía se ven con mayor claridad las arterias renales y el patrón característico del nefrograma dibujando ambos riñones. Se visualizan las ramas de la arteria mesentérica superior y finalmente la división aórtica en las arteria ilíacas comunes.

En los paciente que lo requieran por tener una función renal deprimida, se debe realizar una buena hidratación y protección renal mediante la ingesta de fármacos o retirada de otros, que le será previamente comentada por el cirujano vascular.

Arteriografía de miembros inferiores. Se dibuja la aorta terminal con sus ramas lumbares y la división en sendas arterias ilíacas comunes que tras un corto trayecto se dicotomizan en arteria ilíaca externa para irrigar los miembros inferiores y la arteria ilíaca interna o hipogástrica que irrigar vísceras y músculos de la pelvis.