超聲波測厚儀檢測厚度的方法有共振法、干涉法、脈沖回波法等。現在主要采用脈沖回波法檢測厚度的工作原理 。超聲波探頭與被測物體表面接觸。主控制器控制發射電路，使探頭發出的超聲波到達被測物體底面反射回來，該脈沖信號又被探頭接收，經放大器放大加到示波器垂直偏轉板上。標記發生器輸出時間標記脈沖信號，同時加到該垂直偏轉板上。而掃描電壓則加在水平偏轉板上。因此，在示波器上可直接讀出發射與接收超聲波之間的時間間隔t。被測物體的厚度h為：h＝ct/2，式中c為超聲波的傳播速度。
超聲波在遇到空氣時會急劇衰減掉，為了讓排出掉超聲波探頭和工件之間的空氣，采用超聲波耦合劑去除。通常在工廠測量比較光滑的工件表面采用一般機油或其他無腐蝕的液體即可，比較粗糙的表面可采用比較粘稠的黃油，測量完畢一定要把探頭表面以及標準塊表面耦合劑擦除掉。
一般耦合劑在接觸高溫物體時，會瞬間蒸發或干結掉，這樣超聲波就很難達到被測工件，高溫耦合劑就是在一定高溫狀態下他的物體特性不會發生變化，這樣就會順利測量高溫物體。
