聲音在空氣中傳播的速度將與風速疊加。如果超聲波的傳播方向與風向相同，其速度會加快；相反，如果超聲波的傳播方向與風向相反，其速度會減慢。因此，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中的速度可以對應風速函數，通過計算可以得到準確的風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時速度受溫度影響較大，風向風速降雨量氣象站設計了兩個通道上兩個相反的方向，因此溫度對聲波速度的影響可以忽略。
超聲波測風是超聲波檢測技術在氣體介質中的應用。它是利用氣流(風)對超聲波在空氣中傳播速度的影響來測量風速的。與常規的風杯或轉子風速計相比，這種測量方法的特點是整個測風系統沒有機械轉動部件，因此無慣性，因此可以精確測量自然風中陣風脈動的高頻分量。結合現代計算機技術，可以在更高層次上揭示自然風的特性，對于提高抗風防災能力和合理利用風資源具有重要意義。
由于沒有機械轉動部件，不存在機械磨損、堵塞、凍結等問題，也不存在“機械慣性”，所以風向風速降雨量氣象站可以捕捉瞬時風速變化，不僅可以測量常規風速(平均風速)，還可以測量任意方向的風速和風量。
風向風速降雨量氣象站采用模塊化設計，可同時在線監測風速風向。它由兩組超聲波發射器和接收器組成，廣泛應用于學校、城市智慧社區、工業園區、工業園區、廠礦、智能路燈、景區環境監控、廠礦、建筑工地(工地粉塵監控)、城市道路、高速公路、公共場所等場所。
