時差法超聲波流量計工作原理利用多脈沖時差原理，采用高精度和超穩定的雙平衡信號差分發射、差分接收專利數字檢測技術，測量順流和逆流方向的聲波傳輸時間，根據時差計算出流速。當超聲波波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產生微小變化，零流量時，兩個傳感器發射和接收聲波所需的時間完全相同，介質流動時，逆流方向的聲波傳輸時間大于順流方向的聲波傳輸時間。
時差法超聲波流量計適合用于測量純凈的流體，有較多氣泡或雜質的流體會阻礙超聲波正常傳播，測量結果會不準確甚至信號微弱或沒有信號。因此，時差法超聲波流量計適用于測量清潔水及去掉大塊雜質的污水，含有少量泥沙的黃河水、河水等。冷卻水和熱水，水與二醇混合液，潤滑油、汽油、柴油或燃料油、化學原料、飲料等其他液體。工礦、廠區用水、自來水公司、供熱公司換熱站、空調循環水、冷卻水等一般較多使用時差法超聲波流量計測量。
多普勒法超聲波流量計工作原理：管道內任何流動的液體中都存在著不連續的擾動，這些不連續的擾動可以是懸浮的固體顆粒或氣泡，或由于流體擾動而引起的界面。這種擾動使反射的超聲波信號產生頻移，即信號產生頻率差，通過測量頻率差即可測量流速。傳感器產生和接收超聲波信號。發射信號頻率與接收信號頻率之間的頻率差是流速的函數。它經過電路濾波后，可產生穩定的、可重復的和線性的指示。
多普勒法超聲波流量計適用于含氣泡、顆粒雜質較多的介質的測量，如未經處理過的含有大塊雜質的生活污水，廣泛應用于市政污水管道、污水處理廠、水質凈化廠等，用于測量各種生活污水、工業污水、循環水、洗煤水、原油、紙漿、糖漿、泥漿、潤滑油、奶液、果汁、藥液、酸堿液等。多普勒超聲波流量計對于介質相對要求較高，既不能太潔凈，雜質含量也不能太高。
無論是時差法超聲波流量計還是多普勒法超聲波流量計，都是無方向性儀表，都可以正反兩個方向測量。