水聲換能器是利用晶體（石英或酒石酸鉀鈉）壓電陶瓷（鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等）的壓電效應(yīng)或鐵鎳合金的磁致伸縮效應(yīng)來進(jìn)行工作的。所謂壓電效應(yīng)，就是把晶體按一定方向切成薄片，并在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會(huì)分別產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷。

反之在晶體博片上施加拉伸力時(shí)，它的兩個(gè)端面上就會(huì)產(chǎn)生與加壓力時(shí)相反的電荷。與壓電效應(yīng)相反時(shí)電致伸縮效應(yīng)，即在晶體的兩個(gè)端面上施加交變電壓，晶體就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械變形。我們利用電致伸縮效應(yīng)和壓電效應(yīng)來產(chǎn)生和接收超聲波。

聲納發(fā)射超聲波時(shí)就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個(gè)端面上。于是晶體的厚度就會(huì)隨著超聲波振蕩電壓而變化，產(chǎn)生超聲波震動(dòng)。晶體震動(dòng)推動(dòng)周圍的水就產(chǎn)生的超聲波的輻射。超聲波傳播時(shí)遇到目標(biāo)便產(chǎn)生反射。回波作用在水聲換能器的晶體上，由于壓電效應(yīng)水聲換能器的兩個(gè)端面上便可能得到電信號(hào)。

與雷達(dá)天線一樣，水聲換能器不但要發(fā)射和接收超聲波信號(hào)，而且要有尖銳的方向性，只有這樣才能測定目標(biāo)的方位。聲納設(shè)備是利用很多壓電晶體組成換能器陣來獲得尖銳的方向性的。因此聲吶的水聲換能器體積較大，一般都安裝在艦船艏部的水下部分。

水聲換能器能把聲能和電能（或者兩種不同形式的能量）進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換的器件稱為換能器。在水聲設(shè)備中多數(shù)采用電——聲轉(zhuǎn)換；因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)換方式最便于人工控制。在水下使用的換能器稱為水聲換能器。

由電子振蕩器產(chǎn)生電信號(hào)激發(fā)換能器產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，由此推動(dòng)水介質(zhì)向水中發(fā)射聲波的換能器稱為發(fā)射換能器。反之，在聲波的激勵(lì)下?lián)Q能器產(chǎn)生振動(dòng)把聲能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿膿Q能器稱為接收換能器或水聽器。

換能器由于用途和使用的不同而有不同的分類，這里謹(jǐn)對水聲換能器許多國家均把水聲換能器劃屬超聲換能器之例。水聲換能器經(jīng)常按工作頻帶進(jìn)行分類，此外，還可以按功率、壓力等大小進(jìn)行分類。按頻率高低有低頻換能器、中頻換能器和高頻換能器之分。

低頻換能器的頻率范圍，大體為數(shù)十赫茲到4千赫茲， 如拖曳線列陣工作頻率為數(shù)十赫到數(shù)千赫；中頻換能器頻率范圍大體為3.5千赫到50千赫，艦船用主動(dòng)聲換能器多在此頻段范圍內(nèi)；高頻換能器頻率范圍大體為45千赫到3000千赫以上。

連續(xù)功率達(dá)到2KW以上的換能器稱為高功率換能器；而靜水壓大于1MPα的稱為高壓力換能器； 此外還有作水聲計(jì)量用的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射器和標(biāo)準(zhǔn)水聽器等。