超声波清洗是利用超声波在液体中的社会化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。
1、空化作用：空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时，液体中产生真空核群泡的现象，在压缩力作用时，真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力，由此剥离被清洗物表面的污垢，从而达到精密洗净目的。
2、直进流作用：超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。声波强度在0.5W/cm2时，肉眼能看到直进流，垂直于振动面产生流动，流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌，污垢表面的清洗液也产生对流，溶解污物的溶解液与新液混合，使溶解速度加快，对污物的搬运起着很大的作用。
3、加速度：液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超声波清洗机，空化作用就很不显著了，这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。
超声波换能器将高频振荡电讯号转换成高频机械振荡，以纵波的形式在清洗液中辐射。在辐射波扩张的半波期间，清洗液的致密性破坏并形成无数直径为50-500μm的气泡。这种气泡中充满着溶液蒸汽。在压缩的半波期间，气泡讯速闭合，会产生上百Mpa的局部液压撞击。这种现象称为“空化”效应。在“空化”效应的连续作用下，工件表面或隐蔽处的污垢被爆裂、剥落。同时，在超声的作用下，清洗液的渗透作用加强;脉动搅拌加剧;溶解、分散和乳化加速;从而将工件彻底清洗干净。
