超聲波相控陣是由多個壓電片按一定的分布規律排列，然后按預定的延時時間依次激勵各片的超聲探頭晶片組合而成。所有晶圓發射超聲波形成完整的波前，可以有效控制發射的超聲波束(波前)的形狀和方向，實現超聲波束的掃描、偏轉和聚焦。它提供了比單個或多個探頭系統更大的能力來確定不連續的形狀、大小和方向。

超聲波相控陣檢測技術采用不同形狀的多元件換能器來產生和接收超聲波波束。通過控制換能器陣列中各元件發射(或接收)脈沖的不同延遲時間，改變聲波到達(或從)物體某一點時的相位關系，實現聲束焦點和方向的改變，從而實現超聲波束掃描、偏轉和聚焦。然后，采用機械掃描和電子掃描相結合的方式實現圖像成像。

通常采用一維線性陣列探頭，壓電片呈直線狀排列，聲場聚焦呈片狀，可以獲得缺陷的二維圖像，在工業上得到了廣泛的應用。

陣列，顧名思義，就是排列在探針中的芯片的幾何形狀。相控陣探頭主要有三種類型:線性(線性陣列)、平面(二維矩形陣列)和圓形(圓形陣列)，如圖3所示。大多數相控陣探頭采用線性陣列，因為線性陣列易于編程，并且成本明顯低于其他陣列。

當使用相控陣探測探頭檢測焊縫時，不需要像常規的單探頭那樣在焊縫兩側頻繁地來回移動。相反，相控陣探頭沿著焊縫的長度方向平行于焊縫進行直線掃描，對焊接接頭進行全體積檢查。這種掃描方法可以通過配備陣列探頭的機械掃描儀沿著精確定位的軌跡滑動來完成，也可以通過手動方式完成，實現快速檢測和非常高的檢測效率。