超聲波測厚儀是根據超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的，當探頭發射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時，脈沖被反射回探頭，通過精確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內部傳播的各種材料均可采用此原理測量。

H = v t / 2

式中: H-厚度; v-聲速; t-測量時間;

測量方法（模式）：

標引序號說明:

A-發射/接收探頭;A3-雙晶探頭

C-聲波傳輸時間;D-發射脈沖信號

F-界面回波;E1 E2-底面回波

G-延遲聲程;B-被測樣件

 P-E(單次回波法)

 測量初始脈沖和第一次底面回波之間的時間，同時對零點進行校正

  I-E(單次回波延時法)

  測量延遲塊界面波與第一次底面回波之間的時間

 E-E(兩次回波法)

  測量連續兩次底面回波之間的時間