频率在17000赫兹以上的声音称为超声波。它已经不在人的听力范围以内。但某些动物能够听见超声波，比如狗能听到特制的警笛发出的频率在20000赫兹左右的超声；蝙蝠和海豚不但能听见而且还能发出超声波，它们利用自身发出的超声波及其回波，判断周围物体的远近、大小及类别，以此作为觅食的方式，以及在黑暗中行动的依据。
超声波最早在军事侦察上使用。例如第一次世界大战末期利用超声波侦测潜水艇，其原理与蝙蝠的超声波相同。但由于材料的限制，超声波的产生曾困扰过许多研究人员。直到人们发现了像石英这样的材料，才解决了这个问题。这类材料的表面在遇到压力时，会产生电压；在石英的两端的外加电压变化时，它的表面压力也会产生变化，并引起振动。这种振动频率，正是人们所需要的超声波。在声波测井中发射超声和接收超声的关键部分就是这样的压电材料，但并不是石英，而是压电陶瓷。
在石油勘探开发中，为了了解几千米的井下，哪里是水层，哪里是油层；哪里是孔隙丰富的砂岩，哪里是致密的泥岩；另外，为了检查套管上有没有裂缝和孔洞；为了获得井壁的直观图像，都可以利用超声波。根据超声波通过地层和井壁后所携带的信息去了解几千米下地层的情况，找到石油在哪里。除此以外，超声波的应用范围相当广泛。比如在医疗上，利用超声波扫描，可以摄取人体内部的图像，不需要开刀即可进行诊断；超声波还可以用来击碎肾脏和尿道里的小结石。在工程上，它也有多种用途，比较重要的是检测材料的内部结构。样品接受声波扫射后，用特殊仪器处理反射来的回波，便可呈现出材料的内部结构。在井下，上述的测量方法也有相应的变种，例如有测量记录超声波速度和幅度的声波测井，有以获得井壁表面及井壁附近介质分布图像为目的的井下超声电视测井等。
