声波是由物体振动产生，是自然界中普遍存在的一种能量的传播方式，如美妙动听的音乐、人类的说话声、“唧唧啾啾”的鸟鸣、车间机械运转的“嗡嗡”声、按下相机快门发出的“咔嚓”声等。在这些发声现象中都有产生声音的物体，人们把产生声音（振动）的物体叫声源，而把能够接收声音（振动）的物体叫接收器，接收器就像人的耳朵一样可以接收各种外界的声音。
声音必须通过介质才能进行传播，真空不能传播声音，固体、液体和气体都是能够传播声音的介质。声音在不同介质中传播的速度是不同的。在井下人为产生声音，使声音在地层中传播一段距离，再通过接收器接收，根据传播距离和传播时间就可以确定介质的声波传播速度，进而利用声波探测地下岩石及流体的特性。
那么如何在井下发出和听到声音呢？在声波测井中，利用发射换能器（通常称为声源）振动发出声音，同时利用接收换能器（通常称为接收器）接收携带了地层信息的声音，因此声波测井就像人的“耳朵”，能够“倾听”地下油藏的声音。
声波换能器是电声相互转换的器件，可以分为声波发射换能器和声波接收换能器。声波发射换能器是指将电能转换成声能的器件，声波接收换能器是指将声能转换成电能的器件。声波换能器是声波测井仪器的核心部件。
将声源、接收器和电子线路安装到特制的圆筒中，就形成了声波测井仪器，这样的声波测井仪器就如同人一样具备了发出声音和接收声音的能力。仪器外壳通常采用钢材加工制作而成，呈圆筒状。为了减小仪器外壳对声波能量的影响，仪器还会在声源和接收器中间位置上开槽，使得更多声能量能够“出得去”和“进得来”，这些刻槽也被形象地称为“声窗”。
因为仪器外壳和井内钻井液的存在，接收器还会接收到大量干扰信号。这些信号会严重影响声波测井波形质量，那么如何消除这些无用信号呢？主要通过在仪器外壳刻上交错布局的凹槽来延迟和衰减沿着仪器外壳传播的声波能量。井内流体的声波速度通常小于地层的声速，加大声源和接收器之间的距离，使传播速度慢的井内流体声振动信号在到达时间上滞后于沿着地层传播的声振动信号，使两者之间在时间上明显分开。这就类似于赛跑，跑100米大家到达终点的时间相差很小，如果跑1000米则到达时间会有明显的区分，井内流体的声波速度就像一个普通人，而地层的声波速度就像一个运动员，当它们同时向接收器冲刺的时候，会形成一个明显的时间差，就可以分辨出这两种不同的信号。同理，各种反射声波信号传播路径较长，衰减较大，在时间上也是滞后于沿着地层传播的声振动信号。