OCT/OFDIは、カテーテル内に設置されたプローブから波長の変化する近赤外線を冠動脈内で放射し、その反射を測定することにより冠動脈内組織の断面図を高解像度で構築することが可能な冠動脈内画像診断機器である。機械式にプルバックすることで三次元画像を構築することも可能である。内腔表面からの深達度は1～2mmと浅く、血管内超音波検査（intravascular ultrasound；IVUS）では血管外におよぶ断面像を取得可能であるのに対してOCT/OFDIではこれが困難なことも多い。しかし、解像度は15～20μmと、IVUSと比較して約10倍の解像度を有するため、詳細な内腔表面の観察が可能である。
観察時は、赤血球による近赤外線の乱反射と減衰があるため、冠動脈内の血液排除が必要となる。プルバック速度は最速で40mm/秒、観察は2～3秒で終了可能であり、この間、血液排除には造影剤やデキストランを用いたフラッシュが必要である。十分な血流排除を得るためには、サイドホールなしのガイドカテーテルを選択し、それを十分に冠動脈内に挿入したうえでフラッシュを行わなければならない。
正常血管では内膜、中膜、外膜の3層構造が観察可能であり、高輝度領域の内膜、外膜の間に低輝度領域の中膜が確認可能である。線維性プラークは高輝度で減衰が少なく（深部到達度が高い）、均質に観察されるのに対して、脂質性プラークは低輝度で減衰が多い（深部到達度が低い）。脂質性プラークを被覆する線維性被膜は高輝度に観察され、被膜厚も測定可能である。石灰化部分は境界明瞭であり、減衰は少ないが不均質に観察される。血栓は血管内腔に突出する構造物として観察され、赤血球成分を含む赤色血栓は減衰が多く、赤血球成分に乏しい白色血栓は減衰が少ない。