超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。它可以对各种材料的板材和加工零件作测量；可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，检测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。也可以在不去除所涂油漆层的情况下，准确的测量板材厚度。
测量工件前，需要根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声速。当用一种材料校正仪器后（常用试块为钢）又去测量另一种材料时，将会产生错误的结果。
常用材料的参考声速
| 材料 | 声速m/s | 材料 | 声速m/s |
| 铝 | 6400 | 铜 | 4700 |
| 锌 | 4170 | 不锈钢 | 5790 |
| 银 | 3600 | 黄铜 | 4640 |
| 金 | 3240 | 锡 | 3230 |
| 钢铁 | 5900 | 有机玻璃 | 2730 |
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