众所周知，人们所听到的声音是频率20Hz~20000Hz的声波信号，高于20000Hz的声波称为超声波，声波的传递依照正弦曲线纵向传播，即一层强一层弱，依次传递，当弱的声波信号作用于液体中时，会对液体产生的负压，使液体内形成许许多多微小的气泡，而当强的声波信号作用于液体时，则会对液体产生的正压，因而，液体中形成的微小气泡被压碎。经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能很大的冲击波，相当于瞬间产生的高温和高达上千个大气压，这种现象被称之为“空化效应”，超声波淸洗正是应用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到淸洗和冲刷工件内外表面的作用。
超声波可以分为三种，即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20Hz以下，声波的频率为20Hz~20kHz，超声波的频率则为20kHz以上。其中次声波和超卢波一般人耳是听不到的。超卢波由于频率高、波长短，因而传播的方向性好、穿透能力强。
超声波淸洗机原理主要是将换能器，将功率超声频源的声能，并且要转换成机械振动，通过淸洗槽壁使之将槽子中的淸洗液辐射到超声波。由于受到辐射的超声波，使之槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。
当声压或者声强受到压力到达程度时候，气泡就会迅速膨胀，然后又突然闭合。在这段过程中，气泡闭合的瞬间产生冲击波，使气泡周围产生1012Pa~1013Pa的压力，这种超声波气化所产生的压力能破坏不溶性污物而使它们分化于溶液中。
超声波一方面破坏污物与淸洗件表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被剥离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡立即“钻入”振动使污层脱落，由于空化作用，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粘附在淸洗件表面时，油被乳化，固体粒子自行脱落，超声在淸洗液中传播时会产生正负交变的声压，形成射流，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流，所有这些作用，能够破坏污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、扩散作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学淸洗剂的淸洗作用。
由此可见，凡是液体能浸到且声场存在的地方都有淸洗作用，其特点适用于表面形状非常复杂的零件的淸洗。尤其是采用这一技术后，可减少化学溶剂的用量，从而大大降低环境污染。