超聲波在超聲波在本質上和聲波是相同的，都是機械振動在彈性介質中的傳播進程，超聲波和聲波的區別僅在于頻率規劃的不同。聲波是指人耳能聽到的聲響，一般認為聲波的頻率在20～20000赫規劃內，而振動頻率超越20千赫以上的聲波則稱為超聲波。超聲波中振動頻率在100千赫以下的稱為低頻超聲波；振動頻率在100千赫以上到數十兆赫的稱為高頻超聲波。用于清洗的超聲波所選用的頻率為20～400千赫，歸于低頻及高頻超聲波的規劃。

超聲波清洗時，在超聲波的作用下，機械振動傳到清洗槽內的清洗液中，使清洗液體內替換出現疏密相間的振動，液體不斷遭到拉伸和緊縮。疏的當地遭到拉伸，構成微氣泡(空穴)；密的當地遭到緊縮。因為清洗液內部受超聲波的振動而頻繁地拉伸和緊縮，其成果使微氣泡不斷地產生和不斷地決裂。微氣泡決裂時，周圍的清洗液以巨大的速度從各個方向伸向氣泡的中心，產生水擊。這種現象可以通過肉眼直接觀察到，即在清洗液中可以看到有劇烈活動的氣泡，而且清洗液上下對流。此時若將手指浸入清洗液中，則有劇烈針刺的感覺。上述這種現象稱為超聲空化作用。

  超聲波清洗就是利用了空化作用的沖擊波，其清洗進程中由下列四個因素作用所引起。 

(1)因空泡幻滅時產生強壯的沖擊波，污垢層在沖擊波的作用下被剝離下來，即松散及墜落。 

(2)因空化現象產生，由沖擊構成的污垢層與表面之間的空地和空地滲透，因為這種小氣泡與聲壓同步脹大，縮短，產生像剝皮那樣的物理力重復作用于污垢層，污垢一層層被剝開，小氣泡再繼續向前推進，直到污垢層被剝下停止。這就是空化二次效應。 

(3)超聲清洗中清洗液的超聲振動自身對清洗的作用力

(4)清洗劑也溶解了污垢，產生乳化松散的化學力。 

(5)空化閡與介質的粘滯性有關，粘度大，表面張力大，空化閡高。 

(6)空化閡與液體含氣量有關，含氣量越少，空化閡越高。 

(7)空化閡與清洗液溫度有關，清洗液溫度升高，對空化有利。但清洗液溫度過高時，氣泡中蒸氣壓增大，因在氣泡閉合期增強了緩沖作用而使空化削弱。而溫度還與清洗液的溶解度有關。對于水清洗液較合適的溫度約為60度。

在超聲空化作用必定時間后，被清洗件上的污垢逐步墜落(當然也有清洗液自身的作用在內)，這就是超聲波清洗的基本原理。

較長時間的超聲空化作用，會使被清洗件表面的基體金屬有必定程度的剝落，這稱為空化的浸蝕作用。

超聲沖擊波能在液體中產生微沖流，具有攪拌作用。在不相溶的兩相液體中，微沖流能促進兩液相面加快彼此松散，具有乳化作用。

超聲空化的產生是依附于空化核進行的，而被清洗件表面的縫隙正好是空化核的中心。

總歸，超聲波清洗是超聲空化作用、浸蝕作用、攪拌作用、乳化作用及空化核作用的綜合表現。其中空化作用在超聲波清洗中是起首要作用的，它能損壞污垢微粒在被清洗件表面的粘附狀況。再加上微沖流的作用，使清洗液產生振動和攪拌，將污垢從被清洗件表面鏟除潔凈。而乳化作用則使清洗下來的油污很快地松散、乳化在清洗液中。

應當指出，超聲波清洗進程中，除了超聲波的上述作用外，還有所選用的清洗液的滋潤、滲透、乳化、松散及溶解等作用，其成果必定大大加快清洗進程，進步清洗作用。