普通測深儀之所以會將海底“抹平”，關鍵就在于它不能區分不同地點的回波信號。多波束測深儀與普通的測深儀不同，它的發射換能器是特別設計的。普通測深儀發射的聲波是圓錐形的，類似于從手電筒射出的光線，而多波束測深儀發射的聲波是扇面的，有點類似于透過門縫的手電光線。多波束測深儀的發射換能器是朝著與航線垂直的方向向下的扇面發射聲脈沖的，所以，在海底只有與航線垂直的一條線上有聲波到達，因此也只有在這一條線上的海底才會反射聲波。此外，它的接收換能器也是特別設計的，這種接收換能器只能接收某些特別方向的聲信號，類似于透過一個多孔的紙板看東西。這樣一來，不同地點的回波信號就像是通過不同的“孔”進入接收換能器一樣，多波束測深儀也因此而得名。再用計算機來處理這些數據，就能得到與航線垂直的一條線上幾十個點的深度了。隨著測量船的行駛，可以迅速測出與航跡平行的幾千米寬的一條帶狀海域內各點的深度。再配上必要的軟件和繪圖設備，就能繪制出所測海域的海底地形圖。這項技術是美國通用儀器公司在20世紀70年代中后期研制出來的。近年來，不少公司利用這項技術相繼研制出了類似的設備。
多波束測深儀與傳統的早波束測深儀相比，不僅測量的精度提高了，密度加大了，而且工作效率也提高了不少。架、專屬經濟區調查和工程地質、多金屬結核和結殼、熱液硫化物等礦產資源調查。