超声波风速风向仪是利用发送声波脉冲，测量接收端的时间或频率(多普勒变换)差别来计算风速和风向的测量传感器或测量仪器。
传统的机械式风速风向仪存在转动部件，容易产生磨损。机械结构可能会受到恶劣天气的损害，沙尘和盐雾也会对其造成腐蚀。同时，由于摩擦的存在，机械式风速风向仪还存在启动风速，低于启动值的风速将不能驱动螺旋桨或者风杯进行旋转。因此对于低于启动风速的微风，机械式风速仪将无法测量。为克服传统风杯式风速风向仪的固有缺点，新型超声波风速风向仪应运而生。
超声波风速风向仪没有活动的机械部件，取而代之的是若干个超声波传感器。理论上可以测量的风速范围下限为零，不存在启动风速；风速上限可以根据传感器间距进行调整。
超声测风是超声波检测技术在气体介质中的一种应用，它是利用超声波在空气中传播速度受空气流动(风)的影响来测量风速的。声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加。若超声波的传播方向与风向相同，它的速度会加快;反之，若超声波的传播方向若与风向相反，它的速度会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应。通过计算即可得到精确的风速和风向。
与常规的风杯或旋翼式风速仪相比，这种测量方法的最大特点在于整个测风系统没有任何机械转动部件，属于无惯性测量，故能准确测出自然风中阵风脉动的高频成分，结合现代计算机技术，可在更高层次上揭示自然风的特性，对于提高抗风减灾能力和风资源的合理利用具有重大意义。
