Chování ultrazvuku je velmi podobné chování světelných vln a mikrovlny (radar), protože také vykazují vlastnosti, jako je odraz, lom, rušení a šíření ve formě podobné paprsku. Vyšší frekvence umožňují tvarování ultrazvuku do poměrně dobře spolkovaných paprsků a dokonce ostře zaostřených paprsků. Ultrazvukové vlny vykazují extrémně silnou odrazivost na rozhraních (povrchy) mezi různými materiály (technicky odkazující na materiály s výrazně odlišnými akustickými impedancemi). Čím větší je rozdíl v akustické impedanci mezi dvěma materiály, tím vyšší je odrazivost na jejich rozhraní.
Ultrazvukové vlny se téměř zcela odrážejí na rozhraní pevného plynu (tj. Rozhraní pevného plynu). Reflektivita ultrazvukových vln na rozhraní kovového vzduchu je extrémně vysoká a dokonce i na rozhraní mezi dvěma plochými leštěnými kovovými povrchy pevně stlačenými k sobě stále existuje dostatek molekul vzduchu, které vytvářejí silný odraz. Obvykle se drtivá většina energie v ultrazvukovém paprsku odráží z rozhraní pevného plynu, zatímco výrazně méně energie se odráží z molekulárně vázaných pevných pevných rozhraní (mezi různými pevnými látkami). Vzhledem k jeho schopnostem tvarování paprsku, vysoké odrazivosti a schopnosti proniknout opticky neprůhlednými materiály (jako jsou kovy), jsou ultrazvukové vlny vysoce vhodné pro měření rozměrů pevných materiálů a kontrolu jejich vnitřních struktur, což vyžaduje kontakt pouze s jedním povrchem materiálu.