在超声清洗中，换能器将电源所提供的电能转变为超声机械振动，并将此振动传到清洗液中。当液体中有声波传播时，会产生空化现象，空化核在周围产生上千个大气压，破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中。蒸汽型空化对污层的直接反复冲击，一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面也会引起污物层的破坏而脱离。气体型气泡的振动能对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡还能“钻入”裂缝中做振动，使污层脱落。由于超声空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化。当固体粒子被油污裹着而黏附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子即脱离。

声流和辐射压是大振幅波在媒质中传播时产生的非线性现象。空化气泡在振荡过程中会使液体媒质本身产生一种环流，即所谓声流。它可使振动气泡表面处存在很高的速度梯度和黏滞应力，促使清洗件表面污物的破坏和脱落。超声空化在固体和液体界面上所产生的高速微射流能够除去或削弱边界污层，腐蚀固体表面，增加搅拌作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。大振幅波在媒质中传播使声场中的物体受到一个力的作用，这个力称为辐射力，对清洗也起到一定作用。此外，超声振动在清洗液中引起质点很大的振动速度和加速度，亦使清洗件表面的污物受到频繁而激烈的冲击。

上述作用机理可以简述为：当超声在清洗液中传播时，会产生空化、辐射压、声流等物理效应，这些效应对污物有机械剥落作用，同时能促进清洗液与污物的化学反应，其中空化效应在超声清洗中起主要作用。

超声产生的物理效应在清洗过程中的作用如图8-16所示。

由上述超声清洗原理可知，超声清洗有其显著的特点。凡是液体浸到、空化产生的地方都有清洗作用，不受清洗件表面复杂形状的限制，如精密零部件表面的空穴、凹槽、狭缝和深孔、微孔都能得到清洗，而这些部位用一般刷洗方法是不能清洗干净的；在某些场合可以用水剂代替油或有机溶剂进行清洗，或降低酸或碱的浓度清洗，减少环境污染；易于实现遥控或自动化等。所以，超声清洗能提高清洗速度、清洗质量、降低劳动强度，可减小人们直接接触有害清洗液。鉴于以上优点，这项技术在工业上已得到广泛应用，并在不断发展。

对声吸收较大的材料，如棉纱织物、橡胶和泡沫塑料等，超声清洗的效果较差。