侧扫声纳的基本工作原理与侧视雷达类似，侧扫声纳左右各安装一条换能器线阵，首先发射一个短促的声脉冲，声波按球面波方式向外传播，碰到海底或水中物体会产生散射，其中的反向散射波（也叫回波）会按原传播路线返回换能器被换能器接收，经换能器转换成一系列电脉冲。
一般情况下，硬的、粗糙的、凸起的海底，回波强；软的、平滑的、凹陷的海底回波弱，被遮挡的海底不产生回波，距离越远回波越弱。将每一发射周期的接收数据一线接一线地纵向排列，显示在显示器上，就构成了二维海底地貌声图。声图平面和海底平面成逐点映射关系，声图的亮度包涵了海底的特征。2点位于声呐的正下方，回波是很强的正发射波；4、5、6回波较强，6的回波先到换能器，然后是第5点，第6点。6、7点没有回波，产生阴影区。
随着水下声呐载体的不断移动，声呐阵在前进过程中不断发射、接收处理，记录逐行排列，在显示器上每一行扫描线上逐行显示出每次发射返回的回波数据，各个回波到达时分分别对应各点的位置，即像素坐标，回波的幅值对应各点的亮度，即像素灰度值。
侧扫声纳可以显示微地貌形态和分布，可以得到连续的有一定宽度的二维海底声图，而且还可能做到全覆盖不漏测，这是测深仪和条带测深仪所不能替代的，所以港口、重要航道、重要海区，都要经过侧扫声纳测量。
侧扫声纳的海底声图可以显示出地质形态构造和底质的大概分类，尤其是巨型侧扫声纳，可以显示出洋脊和海底火山，是研究地球大地构造和板块运动的有力手段。
