当我们把时针倒转到20世纪的40、50年代，一名在大江峡谷作战的迫击炮手要向对岸的目标射击时，为了估计目标的距离，他可以用一个简便的办法：他先向对岸大吼一声，再静听回声。大致估计吼声与回声之间的时间，便能马上估计出目标离炮位有多远。例如时间大约是6秒，他知道声速为每秒传播334米远，于是目标到炮位的大致距离就是1千米。
声音在水下的传播和反射，就是今天水下侦察的基本设备——声纳的基本构成原理。声纳分为被动探测声纳和主动探测声纳两种。被动声纳接收水面舰艇、水下潜艇行进时发动机、推进器和其他机械运转发出的声音，判定潜艇的存在和大致位置（方向）。通常由一个个声能一电能转换单元排列成阵，目标发来的声响经这一换能基阵接收并转换成电信号，经放大送到显示控制台显示，操作员就能从显示画面上判定潜艇或水面舰只的存在。主动声纳由换能基阵、发射机、接收机和显示器组成。发射机输出大功率的调制电信号，经换能基阵变成声音发出，再经水介质传向远方，遇到水面舰只或潜艇产生回声。回声传到主动声纳的换能基阵……此后的情况跟被动声纳一样。主动声纳可以在发现目标的同时，测出目标的距离、方位。不过，要特别提醒的是，声音在水中传播的速度达每秒1450米以上。
声纳可以装在水面舰艇上、潜艇上，也可装在岸边、反潜直升机和反潜巡逻飞机上。1994年美国“小鹰号”航母舰队在我国黄海海域举行大规模军事演习，我方被迫派出潜艇监视跟踪其行动，一旦发现“小鹰号”航母战斗群有什么异动，可及时上报敌情或断然采取措施。不巧，我潜艇在行进过程中，其发出的声响被美“大黄蜂”反潜机的声纳发现。美军当即通过其政府向中国政府提出抗议，于是发生了“小鹰号事件”。
美海军为什么对中国潜艇这么神经过敏呢？因为中国潜艇是其对付强敌航母战斗群的重要撒手锏之一。在此后的中国导弹试射演习中，美国“独立号”航母战斗群本来停泊在台湾岛东北方向近海海域，试图对我施加军事压力；后来一听说中国青岛潜艇基地的13艘潜艇一夜之间不知去向，又一时探测不到它们的具体位置和动向：为了保命，“独立号”航母战斗群连夜后撤350海里泊位。这一事实说明，声纳也不是百分之百地一定能探测到水下潜艇。
对抗声纳探测的最好办法是：技术上采用超低噪声的发动机，战术上采取静止不航行、从而不发声的对策。为了对抗声纳的探测，潜艇制造厂商都竞相采用超静即超低噪音发动机，这方面俄罗斯的技术在世界上领先。
水下侦听是水下侦察的另一种形式。美国在太平洋西海岸海底设置的“水下听音”系统，其长度近1万千米，以侦测俄、中潜艇活动为主。
1981年，前苏联太平洋舰队修理海底电缆时，意外发现美军在电缆上的窃听装置，内装32个微型录音机和一个微型核反应电源。这是美军窃听前苏联海军通信内容的铁证。