超声波液位计工作原理是由超声波换能器（探头）发出高频脉冲声波遇到被测物位（物料）表面被反射折回反射回波被换能器接收转换成电信号.声波的传播时间与声波的发出到物体表面的距离成正比.声波传输距离S与声速C和声传输时间T的关系可用公式表示：S=C×T/2.
由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计的型号有关。
探头部分发射出超声波，超声波遇到与空气密度相差较大的介质会行成反射，反射波被探头部分再接收，探头到液（物）面的距离和超声波经过的时间成比例：
距离 [m] = 时间×声速/2 [m]
声速的温度补偿公式：环境声速= 331.5 + 0.6×温度