超聲波清洗主要是利用超聲波在液體中的空化作用。超聲波在液體傳播過程中,當其聲波壓強達到一個大氣壓時,超聲波的功率密度約為0.35W/cm2，這時在液體中傳播的超聲波的聲波壓強峰值在液體中會產生一個很大的力，將液體拉裂成空洞(空化核),此空洞為真空或非常接近真空。在信號電壓值(或超聲波壓強)下---個半周達到最大時,由于周圍的壓力的增大而被壓碎,這些無數細小而密集的氣泡破裂時產生沖擊波的現象被稱之為“空化"作用,空化泡崩潰時,在極短的時間和極小的空間內,形成局部熱點,可產生高達 5000 K的高溫和 10Pa 的高壓,溫度變化率高達 10°K/s,并伴隨有強烈的沖擊波和時速達400km的射流。在此作用下,液體分子激烈碰撞產生非常強大的沖擊力,將被清洗物體表面的污物撞擊下來。空化作用也在固體與液體的交界處產生一種剪切力,也是使污垢脫落,因而兩種力的作用，對于浸入超聲波作用下的液體中的物體外表面具有超乎尋常的清洗作用。另外,由于超聲波具有很強的穿透固體的作用,所以這種“空化"作用對漫入超聲波作用下的液體中物體(如管件)內表面也能得到一定程度的清洗,這是超聲波清洗優于其它清洗手段的重要方面。