超声波传感器主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。超声传感器的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。

超声波液位计是基于回波测距的原理工作的。应用回波测距法测量液位的原理，由超声波探头向液体和气体的分界面发射超声脉冲，经过时间t后，便可按收到从液面反射回来的回波脉冲。若超声波在液体中的传播速度为v，则自超声波探头至液面的距离H可计算如下：h=1/2vt

超声波在一定液体中的传播速度v通常是已知的，因此只要测出超声波在探头与液面之间往返一次所需的时t，即可确定液位H。超声波探头通常是基于压电效应的原理工作的。由于压电效应具有可逆性，实际应用的探头往往既作为超声波发射器又可作为超声波接收器。超声波探头可以在发射两个相邻超声脉冲的时间间隔内，接收从液面反射回来的回波脉冲。采用回波测距原理测量物位的关键在于声速的准确性。超声波在介质中的传播速度与介质的密度有关，而密度又是温度和压力的函数，因此，当温度发生变化时，声速也要发生变化，而且影响较大。因此为了保证超声波液位计的测量精度，应进行温度补偿。