تقوم عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية بحساب تدفق السوائل عن طريق قياس الفارق الزمني بين الموجات فوق الصوتية التي تنتقل عبر السائل. على وجه التحديد، يقوم محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية داخل عداد المياه بإصدار إشارات بالموجات فوق الصوتية بتردد محدد. عندما تنتشر هذه الإشارات عبر السائل، فإنها تتأثر بسرعة تدفق السائل، مما يتسبب في تغيير سرعة انتشار الإشارة فوق الصوتية. يستقبل عداد المياه إشارات الموجات فوق الصوتية العائدة ويقيس الفارق الزمني بينهما لحساب سرعة تدفق السائل. يتم بعد ذلك حساب معدل التدفق عن طريق ضرب سرعة التدفق في مساحة المقطع العرضي - للأنبوب.
تستخدم عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية عادةً طريقة فرق التوقيت لقياس معدل التدفق، وقياس الفرق في وقت الانتشار بين إشارة الموجات فوق الصوتية التي تنتقل في اتجاه مجرى النهر وفي اتجاه مجرى النهر. ونظرًا لأن إشارات الموجات فوق الصوتية تنتقل بشكل أسرع في اتجاه مجرى النهر وأبطأ في اتجاه المنبع، فيمكن استخدام فارق التوقيت في هذين الاتجاهين لتحديد سرعة التدفق. توفر هذه الطريقة مزايا الدقة العالية، والقياس غير التلامسي، والعمر الطويل، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من نوعية المياه المعقدة والظروف البيئية.
