通过经皮穿刺的手段经导管应用球囊扩张冠状动脉内病变，解除冠状动脉狭窄或者阻塞从而恢复冠脉血流和心肌灌注的微创治疗手段。又称冠状动脉球囊扩张术（plain old balloon angioplasty; POBA）。
在经皮冠状动脉介入治疗（PCI）发展的早期，PTCA曾经是唯一的冠状动脉介入治疗手段，其作用机制是通过高压力挤压动脉粥样斑块，使其在冠状动脉壁内再分布从而获得通畅的血管腔。手术中导致的血管损伤有可能导致血管急性闭塞，进一步可引起术中心肌梗死。手术后由于血管壁的弹性回缩、局部的负性重构以及血管内膜增殖等因素，导致再狭窄，使患者症状再发。支架的诞生基本解决了术中血管急性闭塞的问题，也使再狭窄的风险显著下降，因此冠状动脉内支架置入术成为目前主要的冠状动脉介入治疗方式。
PTCA主要应用与两种临床情况：
①直径≤2毫米的血管病变，无法置入支架的情况；
②分叉病变，分支血管直径≤2.5毫米的情况，主支血管置入支架，分支血管仅用PTCA的方式处理。
在进行PTCA时，需要注意避免动脉夹层的发生，避免选择直径过大的球囊导管；对于高阻力病变，选择非顺应性球囊，避免病变两端血管损伤；完成PTCA后行多体位造影，及时发现可能存在的夹层。对于第二种临床应用情况，如分支血管发生影响血流的严重夹层，则需要补救性地置入支架。
应用于临床的球囊导管根据球囊材料的特性可分为半顺应性球囊和非顺应性球囊，压力增加1标准大气压半顺应性球囊直径增加1%～2%，非顺应性球囊直径增加＜1%。根据结构分为OTW球囊导管（over-the-wire balloon catheter）和单轨球囊导管[monorail balloon catheter，又称快速交换球囊（rapid change catheter）]。
手术操作时，先将球囊导管尾端接压力泵，压力泵抽负压，在X线透视指引下将球囊导管经指引导管沿0.014英寸钢丝送至冠状动脉狭窄病变处。X线透视下逐渐加压压力泵至球囊中间凹陷部位消失，最高压力不超过说明书标注的爆破压。其余操作步骤同经皮冠状动脉介入治疗的描述。