超音波感測器利用聲波測量距離。它發射一個高頻脈衝，等待回波，並測量往返時間。將測量時間除以聲速，再除以二，即可得到距離。超音波感測器可在空氣、水和某些固體中運作。它們價格低廉、堅固耐用，且不受光照影響。

這項技術類似於聲吶。換能器產生脈衝並接收回波。頻率高於人耳聽覺範圍，通常為 40 kHz。感測器輸出的訊號與距離成正比。有些感測器使用獨立的發射和接收換能器，而有些則使用單一換能器在不同模式之間切換。

超音波感測器特性

• 範圍：幾公分到幾公尺。
• 光束寬度：寬，這限制了角度解析度。
• 更新速率：比紅外線或雷射雷達慢。
• 受溫度、濕度和風的影響。
• 對柔軟、傾斜或小型物體的偵測能力較差。

超音波感測器在移動機器人上常用於障礙物檢測。它們價格低廉，在室內環境中也十分可靠。例如，掃地機器人利用超音波感測器來避開樓梯和牆壁，汽車則利用它們進行泊車輔助。超音波感測器的寬波束既是優點也是缺點。它能偵測大範圍內的障礙物，但無法精確定位障礙物。這使得它適用於安全制動，但不太適合地圖繪製。超音波感測器通常與紅外線感測器或光達配合使用。紅外線感測器提供窄波束，用於精確檢測；超音波感測器提供寬波束，用於安全煞車。兩者結合使用，覆蓋範圍比單獨使用任何一種感測器都要廣。