Монокристаллическими называют датчики, в которых излучающие элементы сделаны по особой технологии. В процессе их производства выращивается кристалл из пьезоматериала, который потом высокоточно нарезается на излучающие элементы. В результате этого все пьезоэлементы имеют одинаковое строение и одинаковую кристаллическую решетку. Есть мнение, что монокристаллы демонстрируют 90-процентный коэффициент полезного действия (в сравнении с примерно 30% КПД обычных пьезокристаллов). Применение монокристаллической технологии позволяет принципиально улучшить качество изображения режиме и повысить глубину проникновения луча, устранить ряд артефактов, сгладить изображение и снизить его зернистость, повысить чувствительность в допплеровских режимах.