Czujniki ultradźwiękowe pracują, przekazując energię w postaci fal ultradźwiękowych do obiektu docelowego, który odbija fale z powrotem do głowicy pomiarowej. Czujniki ultradźwiękowe są w dużej mierze używane do pomiaru odległości w zależności od czasu wymaga ukończenia transmisji i odbioru fali.
Energia przekazywana przez czujnik ultradźwiękowy do obiektu ma postać ultradźwięków, które są falą dźwiękową powyżej tego, co ludzkie ucho może dostrzec. Ultradźwięki generowane są przez przetwornik ultradźwiękowy, który przesyła fale ultradźwiękowe pochodzące z energii mechanicznej wytwarzanej przez nadmuch powietrza.
Podstawowy czujnik ultradźwiękowy składa się z nadajnika i odbiornika. Istnieją dwa ogólne typy czujników ultradźwiękowych, różniących się tylko materiałem użytym do wygenerowania fali. Pierwszy to czujnik piezoelektryczny, który wytwarza fale ultradźwiękowe przez piezoelektryczne kryształy kwarcu lub ceramikę. Drugi to czujnik elektrostatyczny wykorzystujący cienką metaliczną membranę.
Czujniki ultradźwiękowe mogą być używane do wykrywania poziomów zawartości cieczy w zbiorniku lub pojemniku. Czujnik emituje falę w kierunku powierzchni cieczy, która odbija falę z powrotem do odbiornika czujnika. Dane są przesyłane do systemu w celu obliczenia poziomu cieczy na podstawie zaprogramowanych informacji o pełnym poziomie zbiornika. Bardziej zaawansowane zastosowania czujników ultradźwiękowych można znaleźć w medycynie, szczególnie w ultrasonografii medycznej, która służy do wykrywania płodu w łonie matki.