单波束测深仪最早出现在20世纪20年代，主要用于水深测量和水底底质分类等，它改变了人工测深的历史。最初的测深仪是一种宽波束的测深仪，波束宽度一般为30°～60°，其信噪比和测量分辨率都比较差。经过近几十年的技术发展，测深仪技术有了质的飞跃，由最初的单频、模拟式发展为双频（甚至多频）、数字式测深仪。测量分辨率也有了较大提高。

单波束测深仪由发射机、接收机、换能器、记录（显示）器及电源设备等部件组成。发射机产生定时脉冲电信号，激励发射换能器将电信号转换成声信号发射到水中；接收换能器接收水底反射回来的声信号并转换成电信号；放大器将电信号放大、滤波、补偿和处理，输给记录（显示）器；模拟记录器分别将发射和接收信号记录在纸带上，以量取深度；数字式测深仪的回波信号经过模／数转换，通过标准接口送至数据记录装置。

测深仪工作时通过安装在测量船上的换能器发射一束声波，射向水底，声波到达水底反射回来，重新回到换能器，测深仪记录声波从换能器发射时刻开始，被测点水深可以表示为：

式中为水深；为声波在水中往返时间；为声波在水中传播的平均速度。测量得到的水深被系统记录并显示出来。

单波束测深仪按照工作方式分为：①单频测深仪。发射一种较高频率的声波（一般为200千赫兹），主要用于水深测量。也可以用于水体中悬浮物测量。②双频测深仪。发射高、低两种频率声波（一般高频为200千赫兹，低频为几十千赫兹甚至几千赫兹），高频测量精度较高，但是最大测深范围较小；低频测量精度较低，但是可以获得更广的测深范围，可以达万米以上。另外，因为低频具有一定穿透性，结合高频获得的海底位置，可以用于水底淤泥层厚度探测。