超声波传感器的工作原理是通过送波器将超声波（振荡频率大于20KHz以上的声波）向对象物发送，受波器接收这种反射波，从接收反射波的有无、多少或从发送超声波到接收反射波所需的时间与超声波声速的关系，来检测对象物的有无或传感器与对象物之间的距离。
传感器有一个陶瓷换能器，当电能施加到其上时会振动。振动压缩和膨胀从传感器面到目标物体的波浪中的空气分子。换能器发送和接收声音。超声波传感器将通过发出声波来测量距离，然后“收听”一段时间，允许返回声波从目标弹起，然后重新传输。
由于超声波传感器采用了声音做为传输介质而非光因此可应用于光学类传感器不能应用的场合。超声波传感器是透明物体检测和液位测量的一个很好的解决方案，光电传感器因为目标透明度而具有挑战性。目标颜色和/或反射率不会影响可在高眩光环境中可靠运行的超声波传感器。
超声波传感器用万用表直接测试是没有什么反映的。要想测试超声波传感器的好坏可以搭一个音频振荡电路，当C1为390OμF时，在反相器⑧脚与⑩脚间可产生一个1.9kHz左右的音频信号。把要检测的超声波传感器(发射和接收)接在⑧脚与⑩脚之间;如果传感器能发出音频声音，基本就可以确定比超声波传感器是好的。 注：C1=3900μF时，为1.9kHZ左右；C1=0.O1μF时，约0.76kHZ。
在超声波传感器接收的频率处的任何声学噪声可能会干扰该传感器的输出。这包括高音噪音，例如由口哨产生的声音，安全阀，压缩空气或气动装置的嘶嘶声。您如果将两个相同频率的超声波传感器放在一起，会有声学串扰。另一种噪声，电噪声，并不是超声波传感器所独有。
温度波动影响超声波传感器声波的速度。随着温度的升高，声波的速度会加快。虽然目标可能没有转移，传感器觉得目标更接近了。 气动设备或风扇引起的气流也可能偏转或扰乱超声波的路径。这可能导致传感器无法识别目标的正确位置。
超声波传感器只有预热后才能被配置和操作。当一个传感器被上电以后， 单一的元器件由于升温也导致周围空气和其它的元器件升温。从冷启动到工作温度的这种温度波动称为“预热漂移”。直到所有组件都在正确的工作温度下稳定下来之前，可能会影响测量的准确性。
盲区指传感器表面正前方的区域，传感器不能可靠地进行测量。这是由于一种叫做振铃的现象。振铃是激发脉冲后传感器的持续振动。在传感器可以收听返回回波之前，能量必须消散。确保将目标定位在超声波传感器的指定盲区之外。
是的。声速比光速慢得多，因此超声波传感器本质上将比光传感器慢。
与超声波传感器一起使用的最佳目标是金属，陶瓷，玻璃或木材等材料的大型，平坦，坚固的表面。目标物放置应始终垂直于传感器。应避免软的或不规则的表面目标，如颗粒，锯屑或泡沫。
