超声波测距主要利用了压电材料的 正压电效应。正压电效应指的是某些晶体材料在受到机械应力作用时，会产生电荷的现象。在超声波传感器中，压电元件在电压的作用下会发生机械振动，从而发射出超声波；当这些超声波遇到障碍物反射回来时，压电元件会再次发生机械振动，产生一个电信号，通过测量这个电信号的时间差，可以计算出超声波往返传播的距离，从而实现对目标距离的测量。

此外，为了提高超声传感器的性能，通常需要在压电元件与检测目标之间增加匹配层来减小声学失配，通过有效声阻抗过渡来增加传感器与介质之间的耦合。