Ultraäänivesimittarit laskevat nestevirtauksen mittaamalla nesteen läpi kulkevien ultraääniaaltojen välisen aikaeron. Erityisesti vesimittarissa oleva ultraäänianturi lähettää tietyn taajuuden ultraäänisignaaleja. Kun nämä signaalit etenevät nesteen läpi, nesteen virtausnopeus vaikuttaa niihin, jolloin ultraäänisignaalin etenemisnopeus muuttuu. Vesimittari vastaanottaa palaavat ultraäänisignaalit ja mittaa niiden välisen aikaeron nesteen virtausnopeuden laskemiseksi. Virtausnopeus lasketaan sitten kertomalla virtausnopeus putken poikki{4}}poikkipinta-alalla.
Ultraäänivesimittarit käyttävät tyypillisesti aikaeromenetelmää virtausnopeuden mittaamiseen, mikä mittaa eron etenemisajassa alavirtaan ja ylävirtaan kulkevan ultraäänisignaalin välillä. Koska ultraäänisignaalit kulkevat nopeammin myötävirtaan ja hitaammin vastavirtaan, näiden kahden suunnan aikaeroa voidaan käyttää virtausnopeuden määrittämiseen. Tämän menetelmän etuna on korkea tarkkuus, kosketukseton mittaus ja pitkä käyttöikä, joten se sopii moniin monimutkaisiin vedenlaatu- ja ympäristöolosuhteisiin.
