超聲波清洗是超聲空化作用、侵蝕作用、攪拌作用、乳化作用及空化核作用的綜合表現。

1.超聲波清洗時，在超聲波的作用下，機械振動傳到清洗槽內的清洗液中，使清洗液體內交替出現疏密相間的振動，液體不斷受到拉伸和壓縮。疏的地方受到拉伸，形成微氣泡(空穴)；密的地方受到壓縮。由于清洗液內部受超聲波的振動而頻繁地拉伸和壓縮，其結果使微氣泡不斷地產生和不斷地破裂。微氣泡破裂時，周圍的清洗液以巨大的速度從各個方向伸向氣泡的中心，產生水擊。這種現象可以通過肉眼直接觀察到，即在清洗液中可以看到有劇烈活動的氣泡，而且清洗液上下對流。此時若將手指浸入清洗液中，則有強烈針刺的感覺。上述這種現象稱為超聲空化作用。

2在超聲空化作用一定時間后，被清洗件上的污垢逐漸脫落，較長時間的超聲空化作用，會使被清洗件表面的基體金屬有一定程度的剝落，這稱為空化的侵蝕作用。

3超聲波能在液體中產生微沖流，具有攪拌作用。

4在不相溶的兩相液體中，微沖流能促使兩液相面加速互相分散，具有乳化作用。

空化作用在超聲波清洗中是起主要作用的，它能破壞污垢微粒在被清洗件表面的粘附狀態。再加上微沖流的作用，使清洗液產生振動和攪拌，將污垢從被清洗件表面清除干凈。而乳化作用則使清洗下來的油污很快地分散、乳化在清洗液中。應當指出，超聲波清洗過程中，除了超聲波的上述作用外，還有所采用的清洗液的浸潤、浸透、乳化、分散及溶解等作用，其結果必然大大加速清洗過程，提高清洗效果。