超声波可以在固体、液体和气体中以不同的速度进行传播，其速度受介质温度、压力等因素的影响，但在相同外部环境下，超声波在同一介质中的传播速度是一常数。这是所有超声仪表进行测量的基础。
超声波从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质密度不同，因而在两种介质分界面，其方向传播会发生改变：其中一部分折射入另一种介质，另一部分被反射回来。当超声波以气体传播到固体或液体时，由于两种介质密度相差悬殊，声波几乎全部被反射，超声波物位计充分利用了这一特性。当超声波以固体传播到液体(或反过来)时，声波因为传播的介质密度相近而几乎全部折射，超声波流量计则利用了这一特性。
超声波在传播过程中，由于受介质和介质中杂质的阻碍或吸收，其强度会产生衰减。不论是超声波流量计还是超声波物位计，对所接受的声波强度都有一定要求，所以都要对各种衰减进行抑制。