一般来说，人能听到的声音是频率在20~20KHz的声波信号，高于20KHz的声波称为超声波。超声波清洗装置主要由超声波发生器（包括超声电源和超声换能器）和清洗液槽组成。超声电源将50Hz的交流电转换成超声波电频电振荡信号后，由换能器将超声频电振荡器转换为超声频振动并传至清洗液中。

超声波的传递依照声源强弱，一层强一层弱依次向前传播，当弱的声波信号作用于液体时，会对液体产生一定的负压，使液体内形成许多微小的气泡；当强的声波信号作用于液体时，则会对液体产生一定的正压，从而将液体中形成的微小气泡压碎。气泡的破裂会产生极大的冲击力，瞬间产生的几百摄氏度的高温高达上百万千帕的压力。这种现象即为“空化效应”。随着空化气泡的反复生成和闭合运动，冲击力不断作用，最终使粘附在工件上的各类污垢剥落，使工件表面达到高清洁度。

清洗液中除有空化效应外，由于超声振动的引入，加速了清洗液的乳化作用和增溶作用，是污垢微细的扩散于清洗液中，加速清洗过程。所以，超声清洗过程实际上是多方面综合作用的结果。