指向性麦克风有两个声孔，声波可从振膜的两侧传入麦克风。麦克风内部被振膜一分为二，两个声孔将声音传送至两个小室中。振膜只感受两个小室的声压差值，并将其转化为电信号输出。当两个小室中声压的强度和相位相同时，输出为零。在传声器后孔内增加一个很细密的声学延迟滤网，来自后方的声波经前、后两个声孔到达振膜的时间会大体趋向一致而被抵消，来自前方声波的输出则会得到加强，因而表现出一定的指向性。在自由场中，其指向性呈现心形极坐标图案。