ソナー
呼称について
1910年代、イギリスで水晶振動子を用いた反響測距に関する機密実験が行われた際、この研究グループにASDICという秘匿名が用いられた。これは"Anti-Submarine Division"の略語に知識・学問領域を示す接尾辞である"-ics"を付したもの、または"Anti-Submarine Detection Information Comittiee"の略語とされている。その後、この秘匿名は有名になり、イギリスでは、反響測距に関する一般名詞として使われてきた。
その後、第二次世界大戦中には、アメリカ合衆国において、"Sound navigation and ranging"（音響航法・測距）の頭字語として"Sonar"という名詞が発明された。これは、当時普及しつつあった「レーダー」と同じ発想の命名であったこともあり、広く受け入れられた。日本語では、一般的には「ソナー」と訳されるが、日本海軍および海上自衛隊では「ソーナー」で呼称を統一している。なお、海上自衛隊ではソーナーとは、装置の名称であると共に水測することも指す。海上自衛隊でのソーナー操作員は水中測的員略して水測員と呼ばれる。民生用途においては、船の真下方向を探知するものを「魚群探知機」 (Fishfinder) と呼び、船の周囲方向を探知するものを「ソナー」と呼んで区別している。このほか、クジラ向けのものは、鯨探機とも呼ばれる。
種類
ソナーは、自ら音波を発するアクティブ式と、目標が発する音波を捉えるパッシブ式に大別される。
パッシブ・ソナー
ある離れた物体が発生する音を分析し，その物体に関する情報を得るための技術又は装置。
送受波器として受信専用のハイドロフォンのみを使用するシステムであり、大日本帝国海軍では水中聴音機とも称されていた。母艦の水中放射雑音から離隔するために曳航ソナーの形態をとっている場合が多く、対潜捜索用としては、戦術用途で用いられるシステム（TACTASSなど）と、サーベイランス用途で用いられるシステム（SOSUS・SURTASSなど）がある。
送波・受波
音響エネルギーと電気エネルギーの相互変換を行うのが送受波器（トランスデューサー）である。電気エネルギーを音響エネルギーに変換する（音波を発振する）のが送波器（プロジェクター）、音響エネルギーを電気エネルギーに変換する（聴音する）のが受波器（ハイドロフォン）であり、同一の機構で兼用する場合と、それぞれ別に実装する場合がある。これらはソナー・システムの最前線として水中にあることから「ウェット・エンド」とも称される。
これらの変換は、磁歪ないし圧電効果（電歪を含む）によって行われる。石英（水晶振動子）、リン酸アンモニウム、ロッシェル塩などの圧電素子は、加圧すると結晶表面間に電荷を誘起し、また逆に結晶体に電圧を加えると圧力を生じる。また電歪素子は圧電素子と類似するが、高電界を加えて適当に分極させる必要があり、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛などが用いられる。
単一の素子による送受波器も研究用としては生き残っているが、実用機では、多素子を空間的に配列したアレイが用いられることが多くなっている。アレイとして配列し、ビームフォーミングを行うことで、感度の向上や音波到来方向の識別、また受波器のSN比向上が期待される。ビームフォーミングの際の指向性利得（アレイゲイン）を向上させるためには、アレイは対象音の波長の数倍の長さを確保しておくことが望ましく、従って対象周波数が低周波になればなるほど所要のアレイ長・受波面積は増大する。一方、ビームフォーミングのためには、対象音の波長の半分以下の間隔でハイドロフォンを配置する必要がある。
送信・受信
ソナー・システムでは、ウェット・エンドで捉えた音響信号をコンピュータ等で適切に処理して初めて音響情報となる。このような処理を行うシステムは艦船内にあることから「ドライ・エンド」とも称される。
ビームフォーミング
上記のとおり、送波器・受波器をアレイとして配列することによって指向性をもたされる場合がある。このように音響ビームを形成することをビームフォーミング（beamforming）と呼ぶ。
ビームフォーミングはアレイの配列方法や整相、シェーディングなどによって決定される。またビームを形成したことによるハイドロホンアレイのSN比向上は、指向性利得（アレイゲイン）によって評価される。曳航ソナーのような直線状アレイであればアレイ長、探信儀などで使われるような円筒形アレイや球形アレイであれば音波を受けてビーム形成ができる受波面積が大きければ大きい（いわゆる「開口が大きい」）ほどアレイゲインが向上する。