Ứng dụng quân sự chiếm phần lớn ứng dụng của sonar. Các máy đo hồi âm được Hải quân Mỹ phát triển năm 1919.[4]

Sonar chủ động được ứng dụng trong các nhiệm vụ:

• Tìm kiếm cứu nạn các phương tiện bị chìm, đắm như tàu, thuyền, máy bay...
• Dò quét mìn, phát hiện thủy lôi
• Tác chiến chống ngầm
• Bảo vệ các căn cứ

Sonar thụ động là phương tiện thu thập thông tin. Các tín hiệu được xử lý theo Lý thuyết phát hiện tín hiệu để lọc ra tín hiệu quan tâm. Có hai dạng xử lý chính:

• Khi quét tương quan tín hiệu giữa các điểm thu, sẽ phát hiện được tín hiệu xuất hiện trong một nhóm. Sự lệch pha tín hiệu giữa các đầu thu cho biết hướng và khoảng cách đến nguồn phát.
• Nhận dạng theo mẫu trong cơ sở dữ liệu âm thanh thì có thể truy tìm ra kiểu nguồn phát. Ví dụ quét tương quan với tín hiệu âm thanh 50 Hz và các hài của tần này, sẽ có thể tìm ra tàu ngầm dùng điện 50 Hz mà không khử rung tốt, và là chỉ báo “không phải tàu của Mỹ” vốn dùng điện 60 Hz. Dàn máy tính mạnh và cơ sở dữ liệu âm thanh đầy đủ, có đủ mẫu các âm thanh tiếng rung khi tàu chạy của từng kiểu tàu, tiếng phóng ngư lôi, tiếng nổ của từng kiểu vũ khí,... đảm bảo cho việc thu thập thông tin tình báo tốt.