當超聲波聲源和觀察者做相對運動時，觀察者接收到的頻率就會和超聲波聲源頻率不同。因此，相對于超聲波換能器的隨水移動的小顆粒、小氣泡也會使換能器接收頻率的改變，且隨水中懸浮運動速度的增加而增加， 由此測出多普勒頻移，也就測出了多普勒海流儀所處點水的流速。主要用于灌溉明渠，市政下水管道，水文流域等場合。特別適合低水位的場合，水位超過15厘米就可以工作。在規則的管道、渠道，通過流速儀上的壓力傳感器測得水深，超聲傳感器測得流速，可以方便地計算出流量。