在测风的各种仪器中，风杯风速计因成本低、使用方便，是使用历史最悠久、比较常用的仪器。但是，这些机械装置由于具有移动部件，容易磨损，体积大，需要频繁维护，设备支架和安装支架对测量精度有很大影响等很多问题。其机械结构也可能受到恶劣天气的危害，机械式风速风向计也存在起动风速，低于起动值的风速无法驱动螺旋桨和风杯旋转，无法测量。为了克服传统风杯风速计的固有缺点，超声波风速风向仪应运而生。
超声波测量风是超声波检测技术在气体介质中的应用，利用超声波在空气中的传播速度受气流(风)的影响测量风速。声音在空气中的传播速度与风的向上气流速度重叠。如果超声波的传播方向与风向相同，其速度就会加快；相反如果超声波的传播方向与风向相反，则其速度会变慢。因此，在一定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以与风速函数相对应。通过计算可以得到准确的风速和风向。
超声波风速风向仪是采用固体设计，发送声波脉冲，通过测量接收端的时间或频率差来计算风速和风向的测量传感器或测量仪器。没有工作的机械零件，取而代之的是一些超声波传感器。理论上可测量的风速范围下限为零，不存在启动风速；风速的上限可以通过传感器间距进行调整。
与常规风速计和旋翼式风速计相比，该测量方法的最大特点是风测量系统整体没有机械旋转部件，是惯性测量，因此能够准确检测自然风中阵风脉动的高频分量，结合现代计算机技术，能够更高水平地揭示自然风的特性。
