超聲波傳感器常用的模式是漫反射模式。單個超聲波傳感器既是發(fā)射器又是接收器，并且通常包含相應的電子處理元件在同一個外殼內(nèi)。

為了可靠地檢測困難目標物，大多數(shù)的漫反射模式傳感器可以通過軟件參數(shù)設置，轉(zhuǎn)換為反射板模式。有的超聲波傳感器從一開始就提供了反射板模式的傳感器。

超聲波接近傳感器會發(fā)出稱作“啁啾”的超聲波聲音脈沖，用來檢測物體的存在，也可以用來計算與物體的距離。它們由發(fā)射器和接收器組成，其功能基于回聲定位原理

通過測量啁啾從表面反射并返回所需的時間長度（通常稱為“飛行時間”(ToF)），傳感器就可以確定物體的距離。通常情況下發(fā)射器和接收器彼此并列放置，但如果發(fā)射器和接收器分開，利用回聲定位仍然有效。在某些情況下，發(fā)射和接收功能會結(jié)合成一個單一封裝中；這些器件就被稱為超聲波收發(fā)器。

因為使用聲音而不是電磁波，所以超聲波傳感器的讀數(shù)不會受到物體顏色和透明度的影響。它們還有一個額外的好處就是不產(chǎn)生光，這使得它們非常適合黑暗的環(huán)境，甚至是那些明亮的環(huán)境。聲波會在時間和距離上產(chǎn)生擴散，就像水面上的波紋一樣，這種探測區(qū)域或視場 (FoV) 的擴大，根據(jù)應用的不同，既可以是優(yōu)勢，也可以是劣勢。然而，憑借良好的精度水平、相當高的刷新率以及每秒傳輸數(shù)百次啁啾的潛力，超聲波接近傳感器可以提供一個成本效益高、用途廣泛且安全的解決方案。

超聲波傳感器的一個基本缺點是，空氣溫度變化會影響聲波的速度，從而降低測量的精度。但是可以通過測量發(fā)射器和接收器之間空氣的溫度，并相應地調(diào)整計算結(jié)果來進行平衡。其他限制包括：在真空中不可能使用超聲波傳感器，因為在真空中沒有空氣來傳輸聲音。軟質(zhì)材料也不會像堅硬的表面那樣能有效地反射聲音，從而影響精度。最后，雖然超聲波傳感器技術(shù)遵循了與聲納類似的概念，但它不能在水下工作。

反射型接近傳感器的發(fā)射器和接收器并沒有單獨的外殼，而是都位于同一個外殼中，面向同一個方向。發(fā)射器產(chǎn)生激光、紅外或可見光光束，并將其投射到專門設計的反射器上，然后反射器將光束偏轉(zhuǎn)回接收器。當光路被破壞或受到其他干擾時，就會進行檢測。

反射型接近傳感器的優(yōu)點是布置方便，只需在一側(cè)安裝傳感器即可，可大大節(jié)省元器件和時間成本。

與反射式傳感器一樣，漫射式傳感器的發(fā)射器和接收器位于同一個外殼中。但檢測目標作為反射器，因此檢測的是從遠處反射的光。

發(fā)射器發(fā)出一束光(最常見的是脈沖紅外、可見光紅或激光)，向各個方向擴散，填滿一個探測區(qū)域。然后目標進入該區(qū)域，并將部分光束偏轉(zhuǎn)回接收器。當有足夠的光線落在接收器上時，就會發(fā)生探測，并打開或關(guān)閉輸出(取決于傳感器是亮著還是暗著)。

漫射式傳感器一個常見的例子是公共洗手間水槽上的感應式水龍頭。放在噴頭下的手作為反射器，觸發(fā)水閥的打開。注意的是，由于目標(手)是反射器，漫射光電傳感器往往受制于目標材料和表面特性;與明亮的白色目標相比，不反光的目標(如啞光黑色的紙張)的傳感范圍將大大降低。