水声换能器是利用晶体（石英或酒石酸钾钠）压电陶瓷（钛酸钡和锆钛酸铅等）的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。所谓压电效应，就是把晶体按一定方向切成薄片，并在晶体薄片上施加压力，在它的两端面上会分别产生正电荷和负电荷。

反之在晶体博片上施加拉伸力时，它的两个端面上就会产生与加压力时相反的电荷。与压电效应相反时电致伸缩效应，即在晶体的两个端面上施加交变电压，晶体就会产生相应的机械变形。我们利用电致伸缩效应和压电效应来产生和接收超声波。

声纳发射超声波时就把超声波振荡电压加在晶体薄片的两个端面上。于是晶体的厚度就会随着超声波振荡电压而变化，产生超声波震动。晶体震动推动周围的水就产生的超声波的辐射。超声波传播时遇到目标便产生反射。回波作用在水声换能器的晶体上，由于压电效应水声换能器的两个端面上便可能得到电信号。

与雷达天线一样，水声换能器不但要发射和接收超声波信号，而且要有尖锐的方向性，只有这样才能测定目标的方位。声纳设备是利用很多压电晶体组成换能器阵来获得尖锐的方向性的。因此声呐的水声换能器体积较大，一般都安装在舰船艏部的水下部分。

水声换能器能把声能和电能（或者两种不同形式的能量）进行互相转换的器件称为换能器。在水声设备中多数采用电——声转换；因为这种转换方式最便于人工控制。在水下使用的换能器称为水声换能器。

由电子振荡器产生电信号激发换能器产生机械振动，由此推动水介质向水中发射声波的换能器称为发射换能器。反之，在声波的激励下换能器产生振动把声能转变为电能的换能器称为接收换能器或水听器。

换能器由于用途和使用的不同而有不同的分类，这里谨对水声换能器许多国家均把水声换能器划属超声换能器之例。水声换能器经常按工作频带进行分类，此外，还可以按功率、压力等大小进行分类。按频率高低有低频换能器、中频换能器和高频换能器之分。

低频换能器的频率范围，大体为数十赫兹到4千赫兹， 如拖曳线列阵工作频率为数十赫到数千赫；中频换能器频率范围大体为3.5千赫到50千赫，舰船用主动声换能器多在此频段范围内；高频换能器频率范围大体为45千赫到3000千赫以上。

连续功率达到2KW以上的换能器称为高功率换能器；而静水压大于1MPα的称为高压力换能器； 此外还有作水声计量用的标准发射器和标准水听器等。