يعتمد مبدأ عمل مقياس مستوى الموجات فوق الصوتية على انبعاث واستقبال الموجات فوق الصوتية. تكون سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في الهواء ثابتة. تُبعث الموجات فوق الصوتية ثم تنعكس مرة أخرى من سطح السائل أو الجسم. يبدأ التوقيت من الانبعاث وينتهي عند استقبال الصدى. يتم تحديد زمن انتقال الموجات فوق الصوتية في الهواء. لأنه ذهابًا وإيابًا، فإن المسافة الفعلية هي نصف المسافة. عمق البركة أو ارتفاع الخزان ثابت. المستوى الفعلي للسائل هو عمق البركة مطروحًا منه المسافة المقاسة بواسطة مقياس مستوى الموجات فوق الصوتية، وهو ارتفاع مستوى السائل أو المادة. وبالتالي، تم تحقيق القياس بالموجات فوق الصوتية لمستوى السائل أو مستوى المادة.