Echipamentul SONAR este utilizat pe majoritatea navelor pentru măsurarea adâncimii apei. Acest lucru se realizează prin trimiterea unui impuls acustic și măsurarea timpului pentru ecou, sau întoarcerea de pe fundul apei. Cunoscând viteza sunetului în apă, adâncimea este calculată prin înmulțirea vitezei cu jumătate din timpul parcurs (pentru o călătorie într-o singură direcție). SONAR este utilizat, de asemenea, pentru a detecta obiecte subacvatice mari și pentru a căuta concentrații mari de pești. Sisteme SONAR mai sofisticate de detectare și urmărire se găsesc la bordul navelor militare și al submarinelor. În natură, liliecii sunt bine cunoscuți pentru faptul că folosesc ecolocația, la fel ca și marsuinele și unele specii de balene. SONAR nu trebuie confundat cu ultrasunetele, care sunt pur și simplu sunete cu frecvențe mai mari decât pragul auditiv uman – mai mari de 15.000-20.000 de cicluri pe secundă, sau hertzi (Hz). Ultrasunetele sunt utilizate la scară foarte mică, la putere mare, pentru a sparge materiale și în scopuri de curățare. Ultrasunetele de putere mai mică sunt utilizate în scop terapeutic, pentru tratarea leziunilor musculare și tisulare.
SONARUL este foarte direcțional, astfel încât semnalele sunt trimise în fascicule înguste în diferite direcții pentru a căuta în apă. SONAR funcționează de obicei la frecvențe în intervalul 10.000-50.000 Hz. Deși frecvențele mai mari oferă date de localizare mai precise, pierderile de propagare cresc, de asemenea, odată cu frecvența. Prin urmare, frecvențele mai joase sunt utilizate pentru detectarea pe distanțe mai mari (până la 10 mile ), cu prețul preciziei de localizare.
Undele acustice sunt detectate cu ajutorul hidrofoanelor care sunt, în esență, microfoane subacvatice. Hidrofoanele sunt adesea amplasate în grupuri mari, numite rețele, formând o rețea SONAR. Rețelele SONAR oferă, de asemenea, informații direcționale valoroase despre sursele în mișcare. Electronica și procesarea semnalelor joacă un rol important în performanțele hidrofoanelor și ale sistemului SONAR în general.
Propagarea sunetului în apă este destul de complexă și depinde foarte mult de temperatura, presiunea și adâncimea apei. Salinitatea, cantitatea de sare din apă, modifică, de asemenea, viteza de propagare a sunetului. În general, temperatura oceanului este cea mai caldă la suprafață și scade odată cu adâncimea. Presiunea apei, însă, crește cu adâncimea, din cauza masei de apă. Prin urmare, temperatura și presiunea modifică ceea ce se numește indicele de refracție al apei. La fel cum lumina este refractată sau îndoită de o prismă, undele acustice sunt refractate continuu în sus sau în jos și reflectate la suprafață sau pe fund. Un fascicul SONAR care se propagă de-a lungul apei în acest mod seamănă cu o mașină care se deplasează de-a lungul unor dealuri și văi spațiate în mod regulat. Deoarece este posibil ca un obiect să fie ascuns între aceste dealuri, trebuie cunoscute condițiile apei pentru a evalua corect performanța SONAR.
În operațiunile de localizare și urmărire, există două tipuri de moduri SONAR, activ și pasiv. Ecolocația este o tehnică activă în care un impuls este trimis și apoi detectat după ce acesta ricoșează pe un obiect. SONAR pasiv este un SONAR mai sensibil, de ascultare exclusivă, care nu trimite impulsuri. Majoritatea obiectelor în mișcare subacvatică emit un anumit tip de zgomot. Acest lucru înseamnă că ele pot fi detectate doar prin simpla ascultare a zgomotului. Exemple de zgomote subacvatice sunt viața marină, cavitația (mici pungulițe de aer care se prăbușesc din cauza elicelor), pocnetul carenei submarinelor care își schimbă adâncimea și vibrațiile motorului. Unele SONAR-uri pasive militare sunt atât de sensibile încât pot detecta persoane care vorbesc în interiorul unui alt submarin. Un alt avantaj al SONAR-ului pasiv este că poate fi folosit și pentru a detecta o semnătură acustică. Fiecare tip de submarin emite anumite frecvențe acustice și modelul acustic compozit al fiecărei nave este diferit, la fel ca o amprentă sau o semnătură. SONAR pasiv este un instrument preponderent militar utilizat pentru vânătoarea de submarine. Un element important al vânătorii este acela de a nu-și divulga propria poziție. Cu toate acestea, dacă SONAR-ul pasiv nu aude nimic, cineva este obligat să treacă la modul activ, dar, făcând acest lucru, riscă să-l alerteze pe celălalt de prezența sa. Utilizarea SONAR-ului în acest caz a devenit un exercițiu tactic sofisticat.
Alte aplicații, non-militare, ale SONAR-ului, în afară de găsirea peștilor, includ căutarea de epave, sondarea porturilor unde vizibilitatea este redusă, studii oceanografice, căutarea de falii geologice subacvatice și cartografierea fundului oceanului.
.