Ultrazvočni vodomer izračuna pretok tekočine z merjenjem časovne razlike med ultrazvočnimi valovi, ki potujejo skozi tekočino. Natančneje, ultrazvočni pretvornik v vodomeru oddaja ultrazvočne signale določene frekvence. Ko se ti signali širijo skozi tekočino, nanje vpliva hitrost pretoka tekočine, kar povzroči spremembo hitrosti širjenja ultrazvočnega signala. Vodomer sprejema povratne ultrazvočne signale in meri časovno razliko med njimi, da izračuna hitrost pretoka tekočine. Stopnja pretoka se nato izračuna tako, da se hitrost pretoka pomnoži s-ploščino preseka cevi.
Ultrazvočni vodomeri običajno uporabljajo metodo časovne razlike za merjenje pretoka, pri čemer merijo razliko v času širjenja med ultrazvočnim signalom, ki potuje navzdol in navzgor. Ker ultrazvočni signali potujejo hitreje navzdol in počasneje navzgor, se lahko časovna razlika v teh dveh smereh uporabi za določitev hitrosti toka. Ta metoda nudi prednosti visoke natančnosti, brez{2}}kontaktnega merjenja in dolge življenjske dobe, zaradi česar je primerna za različne zapletene pogoje kakovosti vode in okolja.
