正如麥克風收集空氣中的聲音一樣,水聽器檢測水下的聲音信號。大多數水聽器都是基於某些陶瓷的特殊性質,當受到水下壓力變化時會產生小電流。當浸沒在海洋中時,陶瓷水聽器會在很寬的頻率範圍內產生小電壓信號,因為它會暴露在從任何方向發出的水下聲音中。而新型的光纖水聽器具有更寬的頻寬以及更高的敏感度。通過放大和記錄這些電信號,水聽器可以非常精確地測量海洋聲音。雖然單個水聽器可以記錄來自任何方向的聲音,但多個水聽器同時放置在一個陣列中,通常相距數千英里,產生的信號可以被操縱以比單個設備更靈敏地“收聽”。全向和半向水聽器從特定方向拾取聲音,可用於跟踪魚群或水面以及水下艦艇的運動。