用于厚度测量的超声探头有各种各样的尺寸、频率、外壳样式,但是大多数探头的内部结构都相同。一般来说,探头的活动晶片是一种呈圆盘形、正方形或矩形的薄层压电陶瓷结构,可以将电能转换成机械能(超声震动),也可以将机械能转换成电能。当晶片被电脉冲激励时,会生成声波,当晶片接触到回波而振动时,会产生电压。为了防止活动晶片(通常被俗称为晶体)受到损坏,可以给探头装上防磨板或声学晶体层,其背面可装上一块隔音阻尼材料,这样探头在发射了声波脉冲后,就不会产生噪音。这种超声子组合体被装于一个外壳内,并带有适当的电气连接装置。所有普通接触式、延迟块式及水浸式探头都采用这种基本设计。常用于腐蚀测量应用的双晶探头与这类探头有所不同。双晶探头装有独立的发射和接收晶片,这两种晶片由一个声障层隔开,没有衬垫层,没有防磨板或晶体层,但是装有一个整合型延迟块,以达到偏转和耦合声能的目的。