Kiểm tra siêu âm (UT) sử dụng chùm sóng siêu âm bước sóng ngắn, tần số cao phát ra từ đầu dò nhỏ và được chính đầu dò đó hoặc đầu dò khác thu nhận. Trong các kim loại hạt mịn, sóng cơ có thể truyền đi một quãng đường dài dưới dạng sóng phân kỳ, với mức suy giảm dần theo khoảng cách.
Tần số sóng siêu âm thường nằm trong khoảng 0,1–20 MHz, bước sóng khoảng 1–10 mm, và vận tốc truyền phụ thuộc vào loại vật liệu, thường từ 1.000–6.000 m/s.
Phương pháp UT có khả năng phát hiện các khuyết tật bên trong hoặc ẩn, nằm sâu dưới bề mặt vật liệu. Đầu dò kết hợp với coupling wedge cho phép tạo ra nhiều chế độ sóng khác nhau, bao gồm sóng dọc (longitudinal), sóng ngang/cắt (shear) và sóng bề mặt (ayleigh). Nhờ vậy, UT được áp dụng rộng rãi, từ đo độ dày các tấm thép mỏng cho đến kiểm tra cấu trúc bên trong các rôto tua-bin cỡ lớn.
Hầu hết các vật liệu cấu trúc không xốp và có tính đàn hồi, như thép, nhôm, titan, magie, gốm, đều cho khả năng xuyên âm tốt. Ngay cả trên diện tích lớn, phương pháp này vẫn có thể phát hiện những khuyết tật rất nhỏ.
UT được ứng dụng rộng rãi trong kiểm soát chất lượng (QC) và thử nghiệm vật liệu trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm phát điện, sản xuất thép/nhôm/titan, chế tạo khung thân máy bay, sản xuất động cơ phản lực và đóng tàu.