用来测量气体流量的超声波流量计一般是自带测量管段的由超声波换能器等结构的时差流量计量器具，换能器一般沿管壁安装，且直接同流体接触，由一个换能器发射的超声波脉冲被另一个换能器所接受，反之亦然。超声波脉冲穿过管道如同渡船河流。如果没有流动，声波将以相同速度向两个方向传播，当管道中的气体流速不为零时，沿气流方向顺流传播的脉冲将加快速度，而逆流传播的脉冲速度缓慢。因此，相对于没有气流的情况，顺流传播的时间将缩短，逆流传播的时间会增长，根据这两个传播时间，就可以计算测得流速。这就是时差超声波流量计的基本原理。
气体超声波流量计的测量准确度受下列诸因素的影响：流量计壳体几何尺寸和超声传感器位置的参数的准确性；流量计所采用的积分技术；速度分列剖面的质量、气流的脉动程度和气体的均匀性；传播时间测量的准确度。传播时间测量的准确度又取决于电子时钟的稳定性、对声波脉冲参考位置检测的一致性及对电子元件和传感器信号滞后的适当补偿。气体超声波流量计的准确度不仅同流速有关，而且同仪表口径有关。对于小口径仪表，由于声道长度较短，在紊流气体中测量声波传播时间比较困难，因此小口径气体超声波流量计的准确度较难提高。
