Übertragungsleitungssonden sind eine spezielle Art passiver Sonden, die für den Einsatz bei sehr hohen Frequenzen entwickelt wurden. Sie ersetzen das hochohmige Tastkopfkabel eines herkömmlichen passiven Tastkopfs durch eine Präzisionsübertragungsleitung mit einer charakteristischen Impedanz, die dem Oszilloskopeingang entspricht (50 Ω). Dadurch wird die Eingangskapazität erheblich auf einen Bruchteil eines Pikofarads reduziert, wodurch die Belastung durch Hochfrequenzsignale minimiert wird. Ein Anpassungsnetzwerk an der Spitze erhöht den DC-Eingangswiderstand. Sie haben zwar einen geringeren DC-Eingangswiderstand als ein herkömmlicher passiver Tastkopf (normalerweise 500 Ω bis 1 kΩ), die Eingangsimpedanz dieser Tastköpfe bleibt jedoch über ihren gesamten Frequenzbereich nahezu konstant. Ein herkömmlicher passiver ÷10-Tastkopf verfügt bei Gleichstrom über eine Eingangsimpedanz von 10 MW. Diese Impedanz fällt jedoch mit der Frequenz schnell ab und liegt unter der Eingangsimpedanz eines Übertragungsleitungstastkopfs bei weniger als 100 MHz.
Bei einigen Anwendungen bieten Übertragungsleitungssonden Vorteile gegenüber aktiven Sonden. Ihr passives Design ist nicht nur kostengünstiger, sondern auch robuster gegenüber Überspannung und ESD-Exposition. Sie sind nützlich in Anwendungen, die schnell ansteigende, schmale Pulse mit Amplituden erzeugen, die den dynamischen Bereich aktiver Sonden überschreiten. Sie neigen auch dazu, weniger parasitäre Effekte auf den Frequenzgang zu haben. Eine Sonde mit hoher Übertragungsleitung, die ein Sampling-Oszilloskop ansteuert, kann als „goldener Standard“ in Situationen verwendet werden, in denen die Reaktion einer aktiven Sondenmessung in Frage gestellt wird.