一般來講，一個探頭殼體內裝有兩個晶片的探頭我們稱之為雙晶探頭，又稱分割式探頭。由兩個縱波晶片組合成的雙晶探頭稱為縱波雙晶探頭，又稱雙晶直探頭；由兩個橫波晶片組成的雙晶探頭稱為橫波雙晶探頭，又稱雙晶斜探頭。

這兩種雙晶探頭中，雙晶直探頭的應用較為廣泛，以下以雙晶直探頭為例重點探討雙晶直探頭的結構和工作原理：

雙晶直探頭的兩個縱波晶片一個用于發射超聲，一個用于接收超聲（圖一）。發射壓電晶片大都采用發射性能好的鋯鈦酸鉛，接收壓電晶片大都采用接收性能好的硫酸鋰。區別于單晶探頭而言，雙晶探頭的發射靈敏度和接收靈敏度都更高。雙晶探頭的兩個晶片之間有一片吸聲性強、絕緣性好的隔聲層，它不僅用于克服發射聲束與反射聲束的相互干擾和阻塞，而且能使脈沖變窄、分辨率提高、消除發射晶片和延遲塊之間的反射雜波進入接收晶片，有效減少雜波。