超聲波清洗的作用機理主要有以下幾個方面：因空化泡破滅時產生強大的沖擊波，污垢層的一部分在沖擊波作用下被剝離下來、分散、乳化、脫落。因為空化現象產生的氣泡，由沖擊形成的污垢層與表層間的間隙和空隙滲透，由于這種小氣泡和聲壓同步膨脹，收縮，象剝皮一樣的物理力反復作用于污垢層，污垢層一層層被剝離，氣泡繼續向里滲透，直到污垢層被完全剝離。這是空化二次效應。超聲波清洗中清洗液超聲振動對污垢的沖擊。超聲加速化學清洗劑對污垢的溶解過程，化學力與物理力相結合，加速清洗過程。




相比其它多種的清洗方式，超聲波清洗機顯示出了巨大的優越性。尤其在專業化、集團化的生產企業中，已逐漸用超聲波清洗機取代了傳統浸洗、刷洗、壓力沖洗、振動清洗和蒸氣清洗等工藝方法。超聲波清洗機的高效率和高清潔度，得益于其聲波在介質中傳播時產生的穿透性和空化沖擊波。所以很容易將帶有復雜外形、內腔和細空的零部件清洗干凈，對一般的除油、防銹、磷化等工藝過程，在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成，其速度比傳統方法可提高幾倍到幾十倍，清潔度也能達到高標準，這在許多對產品表面質量和生產率要求較高的場合，更突出地顯示了用其它處理方法難以達到或不可取代的結果。