Ultrazvučni vodomjeri izračunavaju protok fluida mjerenjem vremenske razlike između ultrazvučnih talasa koji putuju kroz fluid. Naime, ultrazvučni pretvarač u vodomjeru emituje ultrazvučne signale određene frekvencije. Kako se ovi signali šire kroz fluid, na njih utiče brzina protoka tečnosti, što uzrokuje promjenu brzine širenja ultrazvučnog signala. Vodomer prima povratne ultrazvučne signale i mjeri vremensku razliku između njih kako bi izračunao brzinu protoka tekućine. Brzina protoka se zatim izračunava množenjem brzine protoka sa poprečnim-površinom poprečnog presjeka cijevi.
Ultrazvučni vodomjeri obično koriste metodu vremenske razlike za mjerenje brzine protoka, mjereći razliku u vremenu širenja između ultrazvučnog signala koji putuje nizvodno i uzvodno. Budući da ultrazvučni signali putuju brže nizvodno i sporije uzvodno, vremenska razlika u ova dva smjera može se koristiti za određivanje brzine protoka. Ova metoda nudi prednosti visoke preciznosti, bez{2}}beskontaktnog mjerenja i dugog vijeka trajanja, što je čini pogodnom za različite složene uslove kvaliteta vode i okoliša.
