通过测定声波到达基线各基元的时延差、目标距离、水中声速和基元间距即可实现对水中目标的定位。基线可布放于海底，也可安装于船底或吊放于船侧。船载式定位目标位置是相对于船载基阵坐标系的位置，由于船体姿态的变化，船载定位基阵姿态不固定，导致定位不准确，须利用姿态传感器实时测量基阵姿态，对定位数据进行修正。

根据工作方式不同，短基线定位分为：①应答工作方式。应答定位过程中，基线水听器基元各自接受来自应答器的响应信号，得到接收信号的时延差，由于短基线尺度较小，基线距目标的距离可用水听器接收信号双程路径一半的平均值近似，联合水中声速和基元间距实现对目标的定位。②同步信标工作方式。定位解算原理与应答工作方式相同，只是基线水听器与定位信标同步工作，从而采用接收信号的单程时延即可实现定位解算。短基线定位的定位误差与距离测量误差和声速误差有关，当对基线组成平面法线上的目标进行定位时，具有最小的定位误差，适当增加基线长度可进一步减小定位误差。与长基线定位技术相比，短基线定位作用距离更近，因此一般情况下水中传播的声线弯曲可不予考虑，但应根据不同的工况区别对待。