Le principe consiste à émettre une onde ultrasonore (en pratique un train d’onde) via un émetteur et d’observer son retour au niveau du récepteur. Si cette onde ultrasonore rencontre une interface délimitant deux milieux ayant des impédances acoustiques différentes, elle se réfléchira plutôt que de continuer son chemin et créera ainsi un écho. La mesure du temps de retour de l’écho permettra d’indiquer si celui-ci est dû à la réflexion de l’onde sur la face opposée de la pièce inspectée ou à une discontinuité interne à la pièce.
Via un balayage correct de la pièce, il est possible d’interpréter les signaux et de positionner le défaut tout en définissant ses dimensions relatives. Cette opération dite d’inversion est assez simple pour les pièces géométriquement et matériellement simples. Pour les géométries complexes, la technique demande une expérience certaine.
D'autres techniques associées ou dérivées des ultrasons permettent aujourd’hui de caractériser avec beaucoup de précision les défauts dans une pièce. La méthode TOFD (Time of flight diffraction) utilise le principe de diffraction des ondes ultrasonores pour la détection et la caractérisation des défauts. La méthode PA (Phased Array) juxtapose différents émetteurs et récepteurs permettant de maîtriser la "forme" du train d'ondes émis. Ainsi, il devient possible de reproduire une image tridimensionnelle de la pièce avec ses indications/défauts.
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