超聲波多普勒流量計的測量原理是以物理學中的多普勒效應為基礎的。根據聲學多普勒效應，當聲源和觀察者之間有相對運動時，觀察者所感受到的聲頻率將不同于聲源所發出的頻率，這個因相對運動而產生的頻率變化與兩物體的相對速度成正比。在超聲波多普勒流量測量方法中，超聲波發射器為一固定聲源，隨流體一起運動的固體顆粒起了與聲源有相對運動的“觀察者"的作用，當然它僅僅是把入射到固體顆粒上的超聲波反射回接，發射聲波與接收聲波之間的頻率差，就是由于流體中固體顆粒運動而產少的聲波多普勒頻移，由于這個頻率差正比于流體流速，所以測量頻差可以求得流速，進而可以得到流體的流量。因此，超聲波多普勒流量測量的一個必要的條件是：被測流體介質應是含有一定數量能反射聲波的固體粒子或氣泡等的兩相介質，這個工作條件實際上也是它的一大優點，即這種流量測量方法適宜于對兩相流的測量，這是其它流量計難以解決的，超聲波多普勒流量計既不需要跟電磁流速流量計一樣截開管道安裝管段式傳感器，也不需要使用截流裝置，更不要安裝固定的堰槽來控制水流從固定出口流淌。 多普勒流量計在清水和渾水中都可測量，還能測量反向流速。因此，作為一種極有前途的兩相流測量方法和流量計，超聲波多普勒流量測量方法目前正日益得到應用。