超声波扫描显微镜主要针对半导体器件、芯片、材料内部的失效分析。超声波在行经介质时，若遇到不同密度或弹性系数不同物质时（声阻差别），即会产生回波。而此种反射回波强度会因材料不同而有所差异，SAM即利用此特性来检出材料内部的缺陷，并依所接收的讯号变化来成像。