水声定位技术起源于20世纪50年代，美国华盛顿大学应用物理实验室为美国海军在达博湾建成的三维坐标跟踪水下武器靶场中，使用四个坐标已知的固定在海底的水听器，对鱼雷进行轨迹跟踪。20世纪70年代末至80年代初，美国华盛顿大学应用物理实验室再次研制出一种便携式长基线定位系统，可在深6000米、面积150平方千米的海域内进行目标定位，精度可达10米。到了20世纪90年代，佛罗里达亚特兰大大学海洋工程系研制出的便携式短基线跟踪系统精度可达15厘米。挪威的康斯伯格公司于1997年推出的高精度长程超短基线定位系统，最远定位距离可达10 000米，精度优于50厘米，可同时跟踪5个目标。

水声定位系统根据其定位基线尺度可分为长基线、短基线和超短基线。其中长基线的定位基线长度在100米到6000米之间，短基线在1米到50米之间，超短基线则小于1米。

长基线系统由收发机和海底应答器组成，其定位通过测量目标到相对/绝对位置的已知海底应答器的相对距离，利用距离交汇的方法计算出目标坐标。长基线定位系统能实现独立于水深的高精度定位，但其成本很高、布放难度大，常用于岸基定位。超短基线由三个以上换能器组成固定位置关系的小型基阵和被定位应答器组成，根据测量目标的方位角和斜距进行定位。对于潜水器来讲，配合罗经和全球定位系统，得到潜水器的大地坐标及俯仰角，进而测算出待定位目标应答器的位置。短基线与超短基线类似，其阵元间距稍大，也可使用多阵元测得的多斜距值交汇得到目标距离。测量精度方面相比而言，长基线较高，短基线次之，超短基线较低；在体积上，长基线较大，短基线次之，超短基线较小。

水声定位技术最先应用于军事，后由于海洋开发、勘探和资源开采的需求逐步应用于各类商用和民用工程。水声定位可为海底勘探设备，如遥控式潜水器和自主式潜水器等提供定位导航服务，使其能够准确地在水下目标地点进行作业。