O princípio de operação dos dispositivos ultra-sônicos tem por base uma lei da ótica física : "o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão ".
        Quando uma onda ultra-sônica, que  se  propaga  em  um  meio,  incide  sobre  a interface de duas substâncias de densidades diferentes, faz surgir duas ondas emergentes:  uma  onda  ultra-sônica  proveniente da  reflexão  nessa  interface (onda refletida) e outra proveniente  da  mudança  de  meio de propagação, denominada  onda refratada. Cada interface refletirá de forma diferente. Assim  sendo, a  velocidade  do  som  é  a  base para a medição  através  da técnica de ECO, usada nos dispositivos ultra-sônicos. A seguir um exemplo ilustrativo de uma onda refletida ( ECO ) :
 
 

        O  princípio  de  operação  destes  dispositivos  ultra-sônicos  concentra-se  na  reflexão da onda   gerada   pelo   transdutor, quando encontra a interface com o material. O lapso de tempo gasto pela  onda desde o instante  que  é  gerada até o instante em que retorna aquele transdutor depois de refletir - se na interface; é a técnica de ECO.