根據超聲波在均勻介質中勻速直線傳播，在不同介質的介面上產生反射的原理，選擇對水的穿透能力最佳的、頻率在1500赫附近的超聲波，垂直向水底發射聲信號，並記錄從聲波發射到信號由水底返回的時間間隔，通過模擬或直接計算，確定水的深度。利用這一原理設計的回聲測深儀在海洋水深測量和艦船航海中獲得瞭廣泛的應用。應用同一原理設計的儀器還有多波束測深系統，它可以提高水深測量的效率。