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。通过计算即可得到风速和风向。由于声波在空气中传播时，它的速度受温度的影响很大;风速仪检测两个通道上的两个相反方向，因此温度对声波速度产生的影响可以忽略不计。
由于没有机械转动部件，不存在机械磨损、阻塞、冰冻等问题，同时也没有"机械惯性"，可捕捉瞬时的风速变化，不仅可测出常规风速(平均风速) ，也可测得任意方向上的风速分量，尤其可测出风速中的高频脉动成分。