超声波在介质中传播时，声波能量随距离的加大会逐渐弱化，这种现象称为超声波衰减，引起能量衰减的因素主要有下列三种：波束扩散、晶粒散射和介质吸收。
1. 扩散衰减
声波从声源发出的声束，类似手电筒发出的光束，随着距离的不断增加，波阵面不断扩大，单位面积上的声压不断下降，声波能量也逐渐减弱，这种现象称为扩散衰减。
扩散衰减程度与传播波形和传播距离有关。对于平面波，其波阵面为平面，波束不扩散，声强、声压不随传播距离增加而变化，因此不存在扩散衰减；对于柱面波，其波阵面为一系列同轴圆柱面，波束向四周扩散，声强与传播距离成反比，声压与传播距离的平方根成反比，存在扩散衰减；对于球面波，其波阵面为一系列同心球面，波束向四面八方扩散，声强与传播距离的平方成反比，声压与传播距离成反比，存在扩散衰减。
在实际探伤中，探头类型、晶片大小、声波频率决定着声波波形，在波形确定后，扩散衰减仅与声波传播距离有关。
2. 散射衰减
声波在介质中传播时，在声阻抗不同的介质界面处会产生散乱反射，进而引起声波能量的衰减，这种现象称为散射衰减。材料的晶粒粗细程度严重影响散射衰减程度。当材料晶粒粗大时，声波在晶界处会出现较多的散乱反射，被散射的声波会沿着复杂路径传播到探头，在仪器显示屏上引起林状回波，也称草波，导致信噪比下降，严重时甚至会湮没缺陷波。
3. 吸收衰减
质点离开自己的平衡位置产生振动时，必须克服介质质点间的黏滞力而做功，造成声波能量损耗，这部分损耗的能量转换成热能，同时由于介质的黏滞吸收也会造成部分声波能量损耗，这种现象称为吸收衰减，又称黏滞衰减。
在上三种衰减中，通常所说的衰减指的是由介质引起的散射衰减和吸收衰减，不包括扩散衰减。除此之外，还有位错引起的衰减、磁畴壁引起的衰减和残余应力引起的衰减等。
声波衰减的强弱常用衰减系数α表示，其单位为dB/mm,即经过1mm距离超声能量减少的分贝数。衰减系数只考虑了介质的散射衰减和吸收衰减，不考虑扩散衰减。
对于金属材料等固体介质而言，介质衰减系数α等于散射衰减系数αs和吸收衰减αa之和，即
由式（2.5)可知：①. 介质的吸收衰减与超声波的频率成正比；②. 介质的散射衰减与f、d、F有关，受频率影响很大。在实际探伤中，材料晶粒较大，采用过高频率会引起严重的衰减，这也是超声波探伤晶粒较大的奥氏体不锈钢和一些铸件的困难所在。
对于液体介质而言，多为吸收衰减。衰减系数的表达式为
由上式看出，液体衰减系数与其黏滞系数、声波频率的平方呈正比，与密度、波速的立方呈反比。而n、p、c都与温度有关，因此α也与温度有关。一般情况下，α随温度的升高而降低，有利于超声波的传播。
由此可知，质的衰减同介质的自身性质牢牢相关，所以在实际探伤过程中可据此来评价材料晶体粒度大小、缺陷密集程度、石墨含量、组织不均匀程度等情况。
