时差法超声波流量计工作原理利用多脉冲时差原理，采用高精度和超稳定的双平衡信号差分发射、差分接收专利数字检测技术，测量顺流和逆流方向的声波传输时间，根据时差计算出流速。当超声波波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，零流量时，两个传感器发射和接收声波所需的时间完全相同，介质流动时，逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。
时差法超声波流量计适合用于测量纯净的流体，有较多气泡或杂质的流体会阻碍超声波正常传播，测量结果会不准确甚至信号微弱或没有信号。因此，时差法超声波流量计适用于测量清洁水及去掉大块杂质的污水，含有少量泥沙的黄河水、河水等。冷却水和热水，水与二醇混合液，润滑油、汽油、柴油或燃料油、化学原料、饮料等其他液体。工矿、厂区用水、自来水公司、供热公司换热站、空调循环水、冷却水等一般较多使用时差法超声波流量计测量。
多普勒法超声波流量计工作原理：管道内任何流动的液体中都存在着不连续的扰动，这些不连续的扰动可以是悬浮的固体颗粒或气泡，或由于流体扰动而引起的界面。这种扰动使反射的超声波信号产生频移，即信号产生频率差，通过测量频率差即可测量流速。传感器产生和接收超声波信号。发射信号频率与接收信号频率之间的频率差是流速的函数。它经过电路滤波后，可产生稳定的、可重复的和线性的指示。
多普勒法超声波流量计适用于含气泡、颗粒杂质较多的介质的测量，如未经处理过的含有大块杂质的生活污水，广泛应用于市政污水管道、污水处理厂、水质净化厂等，用于测量各种生活污水、工业污水、循环水、洗煤水、原油、纸浆、糖浆、泥浆、润滑油、奶液、果汁、药液、酸碱液等。多普勒超声波流量计对于介质相对要求较高，既不能太洁净，杂质含量也不能太高。
无论是时差法超声波流量计还是多普勒法超声波流量计，都是无方向性仪表，都可以正反两个方向测量。