超聲波清洗機的工作原理是由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號，然后通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質，超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而發生數以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，氣泡閉合時發生沖擊波，其周圍發生上千個大氣壓力，數百度的高溫，利用閉合時的爆炸沖擊波破壞不溶性污物而使它分散于清洗液中，當團體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達到清洗件表面凈化的目的由于超聲波固有的穿透力，所以可以清洗各種外表復雜，形狀特異的物件，對小孔和縫隙都有很好的清洗效果，清洗時沒有死角，對不吸音或吸音系數小的物體清洗效果最佳。

空化作用與啤酒的氣泡很相似

超聲波的空化作用：穿透固體物質而使整個液體介質振動并產生空化氣泡，從內部破壞細菌結構，因此這種清洗方式不存在清洗不到的死角，而且業內證明超聲波清洗的潔凈度高，消毒殺菌不留死角，殺菌過程不會產生化學污染。清洗過程屬于物理清洗，所以通常不會對清洗物照成任何損壞。因為超聲波有破壞細胞壁的功能，使用超聲波清洗機清洗的蔬菜水果會達到去除農藥殘留和殺菌的功能，但是不建議使用超聲波清洗機清洗一些表皮比較脆弱的物品。