Ultrazvočni merilnik pretoka se opira na širjenje ultrazvočnih valov v tekočem mediju za beleženje informacij o pretoku tekočine, prejeti ultrazvočni valovi pa lahko zaznajo pretok tekočine in ga nato pretvorijo v pretok.
Ultrazvočni merilnik pretoka izračuna hitrost in pretok tekočine glede na časovno razliko med širjenjem ultrazvočnega valovanja v smeri naprej in nazaj v tekočini.
Senzorja v zgornjem in spodnjem toku meritve bosta istočasno oddajala ultrazvočne impulze, eden se širi navzgor, drugi pa navzgor. Hitrost širjenja ultrazvočnega impulza v prednjem toku je večja kot v povratnem toku. Ker je dejanska razdalja obeh impulzov enaka, razlika v času prenosa neposredno odraža velikost hitrosti tekočine. Večja kot je časovna razlika obeh ultrazvočnih impulzov, večji je pretok.
θ je kot med akustičnim žarkom in smerjo toka tekočine, M je število linearnega širjenja akustičnega žarka v tekočini, D je premer cevi, T1 je čas širjenja akustičnega žarka v tekočini. pozitivni smeri, T2 je čas širjenja akustičnega žarka v obratni smeri, ΔT je časovna razlika, ΔT=T1 -- T2.