利用超声波测量非声量时，主要是通过某些媒介质的声学特性，其中最广的是媒介质的声速。
这主要是因为一、媒介质的声速与媒介质有很多直接或间接的关系。有的已有现存的公式，有的或在一定条件下，仍然可以建立一些近似关系式。
二、媒介质的声速与媒介质所处的状态有一定的关系。比如，媒介质所处的温度、流速等，这些物理量的变化也会引起媒介质声速的变化。
三、可以利用超声波在介质中速度，测量距离。有些媒介质中超声波的声速基本上是恒定的，通过时间函数，即可计算出相应的距离。 除了利用声速特性外，还有利用声阻抗原理制作超声波传感器。这是通过传感器对媒介质的辐射阻抗来体现的。可以测定的物理量一般有密度、粘度等。
以上两种是最常见的超声波传感器最基本的原理，除了特殊场合两者都不适用时，才采用声衰减进行测量。