超声波风速仪是在1950年代首先研制的。其基本原理是通过测量两探头间超声波脉冲的传播时间，从而计算出空气移动速度即风速。空气运动时超声波在两探头间的传播时间延长或缩短。超声波作用于空气中犹如水中的鱼儿一样，水流的方向、顺水流还是逆水流，都会对鱼儿的行进速度产生影响。它具有1个超声波发射探头和3个超声波接收探头。这样，就可以测量在二维平面上3个方向上的风速。从平面几何原理看，计算风速与方向时，只要有两种不同取向的风速即可。但是为提高计算精度与稳定性，一般都提供冗余结构。

这种构造，能在三维空间中提供风速、风向测量，其原理无本质区别，是各方向向量的综合。但在许多情况下，以上两种结构都因其构造的特性而存在着一定的问题。例如超声波风速仪最主要的特征之一是防结冰，但以上结构还存在加热上的不足，极端条件下仍可能出现结冰现象。

为扩大使用场合和适应更加苛刻环境，研制了一种新型超声波风速仪，该风速仪无外露探头，整体结构更加紧凑，可制作体积小，加热方便。其发射与接收器件全部封装于上密闭器件中，发射器与接收器在底部平面上反射实现超声波传输。计算气流在超声波发射与接收中的作用，从而计算出风速。上面，介绍了超声波风速仪及其产品形式的基本原理。

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