超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，接收器可对反射波进行分析，就能精确地测出缺陷，并且能显示内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。

超声波是频率高于20千赫的机械波。在超声监测中常用的频率为0.5～10兆赫。这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面就会产生反射、折射和波形转换。超声波监测最常用的是脉冲反射法。检测时，脉冲振荡器发出的电压加在探头上，探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质进入材料并在其中传播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回探头，探头又将其转变为电脉冲，经仪器放大而显示在示波管的荧光屏上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度，即可测定缺陷的位置和大致尺寸。除反射法外，还有用另一探头在工件另一侧接收信号的穿透法以及使用连续脉冲信号进行检测的连续法。另外，还经常利用超声波在工件中的声速、衰减和共振等特性对检测材料的物理特性进行检测。