前面讲到了声波在不同物质中的传播速度不同，也介绍了超声波的各种用处。在井下测量记录岩石声学性质的各种方法就是声波测井方法。像钢轨的声速和水与空气的声速不同一样，井下各种岩层的声速也有明显的差异。例如我国华北任丘油田的主要产油层是古老的震旦系白云岩，岩石样品和建筑物用的汉白玉非常接近，非常致密、坚硬，其声速甚至超过钢轨的声速，达到7000米/秒以上；而大庆油田的储油层则是声速比钢轨略低的砂岩（声速约3000～4000米/秒，而通常在砂岩油层上面作为盖层的泥岩，声速仅2000米/秒左右。因此，如果在井下能够测量记录井壁岩层的声速，就可以判断岩层的性质和深度。
有孔隙的岩石，其孔隙内往往是被声速低得多的油或水充满，因此，孔隙丰富的岩石的声速要比致密岩石的声速低。例如，上面提到的声速在7000米/秒以上的白云岩，如果有孔隙和裂缝，其声速降低到6000米/秒以下。这样声波测井测量记录的岩石声速可以计算出岩石中的孔隙大小，即为岩石的孔隙度。声波信号通过含水、含油、含气的岩层后，其幅度、频率都可能发生变化，因此声波测井还可能识别储集层中是含水、含气还是含油。另外，根据超声波信号在井壁附近的反射，还可以了解井壁岩层或套管上是否有裂缝、孔洞等，并获得井壁的直观图像。所以，声波测井按其功能可分为以识别岩性和孔隙度为主要目的的声速测井，以及以获得井壁附近直观图像为主要目的的井下超声电视测井，井下是黑暗的，光学摄像机看不到图像，这时，声波测井方法就要派上大用场了。
声波测井方法是20世纪50年代初在国外出现的。最早的方法就是声波速度方法。通过测量声波在1米厚岩层内传播所需要的时间，这在物理学上叫“慢度”，在地球物理测井中习惯叫“声波时差”。其倒数就是地层的声速。像碳酸盐岩的声速就非常大，为6500米/秒；通常能作为石油天然气储集层的砂岩的声速则只有3000米/秒；而石油的声速仅为1300 米/秒。声速测井是目前工作量最大、并为国内各油田普遍采用的一种方法。在近几十年的发展中，又先后发展了用于检查水泥胶结质量的声幅测井；能够得到井壁上孔洞、裂缝分布情况直观图像的井下声波电视测井，以及在此基础上发展起来的三维体积扫描测井；20世纪70年代末出现了不仅可以测量记录井下岩层声速，还可以了解井下声波信号在穿过地层后有哪些变化的声波全波列测井；20世纪80年代中期，又出现了将井下接收声波信号的传感器排成阵列的阵列声波测井仪；20世纪90年代还出现了专门测量记录地层中特有的横波的偶极子和多极子横波测井仪；还有前面提到的测量记录井下自然声场的噪声测井（自然声场测井）。声波测井方法家族便日益壮大起来了。