超音波作用于液體時，液體中每個氣泡的破裂會產生能力極大的沖擊波，相當于瞬間產生幾百度的高溫和高達上1000個的大氣壓，這種現象被稱為“空化效應”。超音波清洗正是應用液體中氣泡破裂所產生的沖擊波來達到清洗和沖刷工件內外表面的作用。

當超音波發生器將50Hz的日常供電頻率改變為28KHz（或者更高）后，通過輸送電纜線將其輸送給粘結在在盛放清洗液的清洗槽底部（或側面）的超音波換能器，由換能器將高頻的電能轉換成機械振動并發射至清洗液中，當高頻的機械振動傳播到液體里后，液體內即產生上述的“空化效應”，達到清洗的目的。

由于超音波頻率很高，在液體中產生的空化作用可以達到28000次/秒，幾乎可以說是在不斷的進行，在液體中所產生的空化作用所產生的氣泡數量眾多且無所不在，因此對于工件清洗效果很好，即使是形狀復雜的工件內部，只要能夠接觸到溶液，就可以得到很好的清洗，又因為每個氣泡的體積非常的微小，因此雖然它們破裂的能量很高，但對于工件和液體來說，不會產生機械破壞和明顯的升溫。

由于超音波的頻率高決定了效應很高，一般被清洗工件的清洗時間為十數秒至幾分鐘，既可達到理想的效果。超音波清洗是在傳統清洗原理的基礎上，采用清洗的高新技術手段，去除物件表面的附著物。對于那些不規則表面、多孔、狹縫、細孔、盲孔、多溝槽的物件，要求表面高質潔凈時，采用超音波清洗特別有效。