超声波清洗机原理由超声波发作器发出的高频振荡信号，经过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质--清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体活动而产生数以万计的直径为50-500μm 的微小气泡，存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动。
这些气泡在超声波纵向传播的负压区构成、生长，而在正压区，当声压到达一定值时，气泡疾速增大，然后忽然闭合。并在气泡闭合时产生冲击波，在其四周产生上千个大气压，毁坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而黏附在清洗件外表时，油被乳化，固体粒子及脱离，从而到达清洗件净化的目的。在这种被称之为"空化"效应的过程中，气泡闭合可构成几百度的高温和超越1000个气压的霎时高压。
超声波清洗机的优点是：超声波清洗效果好，操作简单。人们所听到的声音是频率20-20000Hz的声波信号，高于20000Hz的声波称之为超声波，声波的传送按照正弦曲线纵向传播，产生大量小气泡 .一个缘由是液体内部分呈现拉应力而构成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡；另一缘由是强大的拉应力把液体"扯开"成一空泛，称为空化。
超声波清洗机工作频率很低（在人的听觉范围内）就会产生噪音。当频率低于20kHz时，工作噪音不只变得很大，而且可能超出职业平安与保健法或其它条例所规则的平安噪音的限度。在需求高功率去除污垢而不用思索工件外表损伤的应用中，通常选择从20kHz到30kHz范围内的较低清洗频率。该频率范围内的清洗频率常常被用于清洗大型、重型零件或高密度资料的工件。
