Ультразвуковые датчики работают, испуская и принимая высокочастотные звуковые волны. Их частота, обычно, порядка 200 кГц, что значительно превышает частоту звука, которую может услышать человеческое ухо.
Существует два основных режима работы ультразвуковых датчиков: режим противопоставления и диффузный (рассеивающий) режим. В режиме противопоставления один датчик испускает звуковую волну, а другой, установленный напротив него, принимает эту звуковую волную. В диффузном режиме один и тот же ультразвуковой датчик испускает звуковую волну, а затем улавливает рассеянную волну, которая отражается от объекта.