超聲測厚儀通常用于在下述情況下確定材料的厚度：檢測人員只能接觸到工件的一側，例如管道或管子；由于工件尺寸或接觸受限，簡單的機械測量不可能進行或不切實際。厚度測量可以快速、方便地從一側進行，而無需切割工件，這是超聲測厚技術的主要優勢之一。

幾乎任何常見的工程材料都可以通過超聲方式進行測量。超聲測厚儀經過設置，可用于測量金屬、塑料、復合材料、玻璃纖維、陶瓷和玻璃的厚度。通常可以對生產線上或處理過程中的擠壓成形塑料和軋制金屬進行測量，也可以測量多層制造產品的單層厚度或涂層厚度。還可以測量液位和生物樣品。超聲測厚始終以無損的方式進行，無需對被測工件進行切割或切片操作。遂歐儀器超聲波測厚儀可測范圍寬泛：0.08毫米到635毫米，具體可測厚度根據材料和所選探頭而定。一般不適合使用傳統超聲測厚儀進行測量的材料包括木材、混凝土、紙張和泡沫產品。

超聲測厚儀的工作原理是非常精準地測量由超聲探頭產生的超聲脈沖透過測試工件所需的時間。由于聲波會從材料邊界反射回來，因此可以通過確定來自測試工件遠端的回波的傳播時間來測量工件的厚度，這與雷達或聲吶測量距離的方式相同。分辨率可以精準到0.001毫米。

大多數超聲測厚應用使用小型手持式探頭，但是某些幾何形狀復雜的工件以及在線檢測，會要求使用非接觸式探頭，通過水層或水槽聚焦聲束來完成檢測。測量從本質上來說可以瞬時完成，測量數據可被記錄在儀器的內部數據記錄器中，以用于文檔制作或分析。