超声波检测是利用高频声波在固体材料中的传播与反射特性，来判断工件内部是否存在缺陷的无损检测方法。其核心原理基于声波的反射、折射与衰减规律。
检测时，超声波探头中的压电晶片在电脉冲激励下产生高频超声波，通过耦合剂传入工件内部。声波在均匀材质中沿直线传播，当遇到缺陷、晶粒界面或工件底面等声阻抗差异较大的界面时，部分声波会被反射回来，由探头接收并转换为电信号，在仪器上形成波形显示。
波形的横坐标代表声波传播时间，可据此计算缺陷深度；纵坐标代表反射波幅度，反映缺陷大小。无缺陷时，声波直达底面，仅出现始波与底波；出现裂纹、气孔、夹杂等缺陷时，会在底波前出现缺陷反射波，通过分析波形即可判断缺陷位置、大小与性质。
超声波检测可采用纵波或横波方式。纵波适用于检测锻件、钢板等内部体积型缺陷；横波通过斜探头入射，多用于焊缝检测，能有效发现未焊透、未熔合及裂纹等面状缺陷。
该方法穿透力强，可检测厚大工件，灵敏度高，设备便携，广泛应用于机械、压力容器、钢结构、管道等领域。但存在近表面检测盲区，需配合其他方法互补使用，以实现完整检测。