由探頭發出超聲波脈沖，以聲波速度傳播，遇到被測介質表面被反射，部分反射回波被同一探頭接收，轉換成電信號。由于探頭到被測介質表面的距離與從發射到接受一超聲波脈沖所需的時間成正比，由此可換算出被測介質的物位高度。

如果被測介質與探頭距離太近，會造成反射波與發射波重疊，無法正確測量的這段距離稱之為盲區。盲區的大小與超聲波脈沖的頻率有關。