超聲波是指頻率(音高)超出人類聽覺上限的聲波，即約 20 kHz(千赫茲)。超聲波基本上是以波狀方式傳播或傳播穿過介質(氣體、液體或固體)的機械振動。超聲波傳播的速度取決于物理和化學性質以及介質的溫度。如果這些特性在支撐超聲的整個介質中幾平是恒定的，那么速度也是恒定的。 聲波在氣體(如空氣)中的傳播速度相對較慢，在液體中的傳播速度中等，在固體(金屬)中的傳播速度最快。

      當聲波穿過材料時，由于衰減(不均勻性波散射和吸收的組合)它會損失一部分能量。聲波在氣體中的衰減通常比在許多常見的液體和固體中要大得多。此外，衰減通常隨頻率的增加而迅速增加(例如，高頻超聲波能量在幾乎被衰減之前只在空氣中傳播極短的距離)。

        超聲波的行為與光波和微波(雷達)非常相似，因為它們也以光束的形式反射、折射、干涉和傳播。更高的頻率允許將超聲波塑造成相當準直甚至聚焦清晰的光束。超聲波在大多數不同材料(技術上，具有明顯不同聲阻抗的材料)之間的邊界(表面)處具有高反射性。兩種材料之間的阻抗失配越大，它們界面處的反射就越大。

        超聲波幾乎完全反射在固氣(即固氣)界面處。超聲波在金屬-空氣界面處的反射率非常高，以至于即使兩塊緊密壓在一起的扁平拋光金屬之間的界面仍然含有足夠的空氣分子來產生強烈的反射。通常，超聲波束中的絕大部分能量是從固液界面反射的，而通常從分子鍵合的固固體界面(在不同固體之間)反射的能量要少得多，由于其光束整形和高反射率特性，以及穿過光學不透明材料(如金屬)的能力，超聲波非常適合測量固體材料的尺寸和檢查其內部，同時只需要接觸材料的一個表面。