烟气超声波流速仪常被用于精准测量烟气的流量，按照其测量原理可分为传播时间法和多普勒频移法，其中传播时间法又可分为时差法、相位差法、频率差法三种。目前绝大多数的烟气超声波流速仪的测量原理都采用时差法。

超声波在流体中的传播时，顺流方向和逆流方向的传播速度是不一样的，其顺溜与逆流的传播速度的时间差与流体的流速成正比。所以只要测量超声波发射器和接收器在两个方向的传播时间差，就可以测得流体的流速。

通常烟气超声波流速仪现场安装时，在烟囱或烟道的两侧各安装一个超声波发射/接收传感器。超声波的发射端和接收端典型的角度为30~60°，超声波的发射频率为50kHz。超声波发射器将电信号转换为声脉冲信号，超声波的接收器再将声脉冲信号转换为电信号。顺流时声脉冲信号从发射端到接收端与逆流时声脉冲信号从发射端到接收端的时间差与烟气的流速成正比。

除此之外，超声波在流体中的传播速度受流体的组分、温度与压强影响。温度越高、压强越大，则超声波的传播速度越快，反之则越小。

现在的烟气超声波流速仪都带有自动补偿功能 。对于烟气的温度和压强产生变化时，对于测量烟气流量结果影响很小。