超聲波是聲波與頻率高于人的上可聽臨界聽力。超聲波在物理特性上與“正常”（可聽）聲音沒有區別，只是人類無法聽到它。這個限制因人而異，在健康的年輕人中約為20千赫茲（20,000赫茲）。超聲波設備的工作頻率范圍為20kHz至數千兆赫。

超聲波用于許多不同的領域。超聲波設備用于檢測物體和測量距離。超聲成像或超聲檢查常用于醫學。在產品和結構的無損檢測中，超聲波用于檢測不可見的缺陷。在工業上，超聲波用于清潔、混合和加速化學過程。蝙蝠和鼠海豚等動物使用超聲波來定位獵物和障礙物。

人類的頻率上限（大約20kHz）是由于中耳的限制。聽覺如果高強度超聲被直接饋送到可發生人類頭骨并到達耳蝸通過骨傳導，而不穿過中耳。

兒童可以聽到一些老年人聽不到的高音調，因為在人類中，聽力的上限音調會隨著年齡的增長而降低。一家美國手機公司已經使用它來創建據說只有年輕人才能聽到的振鈴信號，但許多老年人可以聽到這些信號，這可能是因為與年齡相關的惡化的相當大的變化上聽閾。蚊子是一種電子設備，它使用高音來阻止年輕人游蕩。

蝙蝠使用各種超聲波測距（回聲定位）技術來探測獵物。它們可以檢測超過100kHz的頻率，最高可達200kHz。

許多昆蟲具有良好的超聲波聽力，其中大部分是夜間活動的昆蟲，它們會聆聽蝙蝠的回聲定位。其中包括許多飛蛾、甲蟲、螳螂和草蛉。在聽到蝙蝠的聲音后，一些昆蟲會做出躲避動作以逃避被抓住。超聲波頻率觸發夜蛾的反射動作，使其在飛行過程中略微下降以逃避攻擊。虎蛾也會發出咔噠聲，這可能會干擾蝙蝠的回聲定位，在其他情況下，可能會通過發出聲音來宣傳它們有毒的事實。

狗和貓的聽力范圍延伸到超聲波；狗的最高聽力范圍約為45kHz，而貓的聽力范圍為64kHz。貓和狗的野生祖先進化出這種更高的聽力范圍，以聽到它們喜歡的獵物小型嚙齒動物發出的高頻聲音。阿狗哨子是一種哨子，其發射超聲波，用于訓練和呼叫狗。大多數狗哨的頻率在23到54kHz的范圍內。

齒鯨，包括海豚，可以聽到超聲波并在它們的導航系統（生物聲納）中使用這種聲音來定位和捕捉獵物。鼠海豚在160kHz附近具有最高的已知聽力上限。幾種類型的魚可以檢測到超聲波。在鯡魚目中，鯡魚亞科（鯡魚）的成員已被證明能夠檢測到高達180kHz的聲音，而其他亞科（例如鯡魚）只能聽到高達4kHz的聲音。

超聲波發生器/揚聲器系統作為電子害蟲控制設備出售，據稱可以嚇跑嚙齒動物和昆蟲，但沒有科學證據表明這些設備有效。

超聲波液位或傳感系統不需要與目標接觸。對于醫療、制藥、軍事和一般行業中的許多過程而言，這比可能污染容器或管道內的液體或可能被產品堵塞的在線傳感器更具優勢。

使用連續波和脈沖系統。脈沖超聲波技術背后的原理是發射信號由超聲波能量的短脈沖串組成。每次爆發后，電子設備會在與能量通過容器所需的時間相對應的小時間窗口內尋找返回信號。只有在此窗口期間接收到的信號才有資格進行額外的信號處理。

一種流行的超聲波測距消費應用是寶麗來SX-70相機，它包括一個輕量級的傳感器系統來自動對焦相機。寶麗來后來獲得了這項超聲波技術的許可，并成為各種超聲波產品的基礎。

一個常見的超聲波應用是自動開門器，其中超聲波傳感器檢測到人的接近并打開門。超聲波傳感器也用于檢測入侵者；超聲波可以從一個點覆蓋很廣的區域。管道或明渠中的流量可以通過超聲波流量計測量，超聲波流量計測量流動液體的平均速度。在流變學中，聲流變儀依賴于超聲波原理。在流體力學中，可以使用超聲波流量計測量流體流量。

超聲波檢測是一種無損檢測，常用于發現材料中的缺陷和測量物體的厚度。2到10MHz的頻率很常見，但出于特殊目的，使用其他頻率。檢查可以是手動的，也可以是自動的，是現代制造過程的重要組成部分。大多數金屬以及塑料和航空航天復合材料都可以進行檢測。低頻超聲波(50–500kHz)也可用于檢查密度較小的材料，例如木材、混凝土和水泥。

焊接接頭的超聲波檢測已經替代射線照相術進行無損檢測自20世紀60年代。超聲波檢測消除了電離輻射的使用，具有安全性和成本優勢。超聲波還可以提供附加信息，例如焊接接頭中的缺陷深度。超聲波檢測已經從手動方法發展到可以自動化大部分過程的計算機化系統。接頭的超聲波測試可以識別缺陷的存在，測量其大小并確定其位置。并非所有焊接材料都同樣適用于超聲波檢測；某些材料具有較大的晶粒尺寸，這會在測量中產生高水平的背景噪聲。

超聲波測厚是一種用于監測焊縫質量的技術。

超聲波的一個常見用途是水下測距；這種用途也稱為聲納。在特定方向上產生超聲波脈沖。如果此脈沖的路徑中有物體，則部分或全部脈沖將作為回波反射回發射器，并可通過接收器路徑被檢測到。通過測量發送的脈沖和接收到的回波之間的時間差，可以確定距離。

測得的聲納脈沖在水中的傳播時間很大程度上取決于水的溫度和鹽度。超聲波測距也適用于空氣中和短距離的測量。例如，手持超聲波測量工具可以快速測量房間的布局。

盡管水下測距在遠距離（1到幾公里）下以亞可聽頻率和可聽頻率進行，但當距離較短且需要更精細的距離測量精度時，則使用超聲波測距。超聲波測量可能會通過具有較大鹽度、溫度或渦旋差異的屏障層而受到限制。在水中測距從數百米到數千米不等，但可以達到厘米到米的精度

超聲波識別(USID)是一種實時定位系統(RTLS)或室內定位系統(IPS)技術，用于使用附加或嵌入的簡單、廉價的節點（徽章/標簽）實時自動跟蹤和識別物體的位置在物體和設備中，然后傳輸超聲波信號以將它們的位置傳達給麥克風傳感器。