垂直聲束檢測一般用于發現與被測樣件的表面平行的裂紋或分層缺陷，以及被測材料中的孔隙和多孔性。這種檢測可以使用接觸式探頭、延遲塊探頭、雙晶探頭或水浸探頭，所有這些探頭都將縱波沿著直線聲程發送到被測工件中。常見應用包含對板材、棒材、鍛件、鑄件的檢測，以及對螺栓和吊架銷釘及可能會出現平行于接觸表面的裂紋的類似工件的檢測。垂直聲束檢測一般還用于玻璃纖維和復合材料的檢測。

正如所有其它超聲缺陷檢測技術一樣，垂直聲束檢測也使用以下基本原理：在一種介質中傳播的聲能會一直傳播，直到遇到另一種材料的介質時，如：圍繞底面的空氣或由裂紋或類似的不連續性形成的空隙，聲能會從兩種介質的邊界上散播或反射回來。在這類檢測中，操作人員將探頭耦合到被檢樣件，并辨別從底面返回的回波，以及任何來自某些幾何結構的固定反射信號，如：凹槽或凸緣。記下來自合格工件的回波的特征圖形后，操作人員就可以尋找被測工件中出現在底面回波前的任何其它回波，對出現的晶粒散射噪波，可以不予考慮。出現在底面回波前面的具有重要聲學意義的回波意味著可能存在層狀裂紋或孔隙。通過進一步分析，可以確定產生反射信號的結構（反射體）的深度、大小和形狀。

不存在缺陷

聲波在材料中傳播，并從底面反射回來。

存在缺陷

-一些聲波可以在整個材料中傳播，并從底面反射回來，而另一些聲波會從材料內部的缺陷處反射回來。

-回波波幅與缺陷的大小相關

檢測平板和平滑的棒材時，這種檢測操作通常都很簡單。

垂直聲束檢測還可用于檢測釬焊接頭和其他一些方向與表面平行的膠層。在這些檢測中，即使合格的接頭一般也會發射回波，因為釬焊金屬或粘合材料與被連接的材料不同。不過，與合格情況相比，缺少粘接材料時反射的回波會更大，因此通過對比檢測一般可以發現粘接方面的缺陷，因此膠層的回波波幅可用作粘接條件的指示器。