Ultradźwięki to fala dźwiękowa o częstotliwości wyższej niż 20 000 Hz. Ma dobrą kierunkowość, dużą siłę penetracji i łatwo się koncentruje. Może pokonywać duże odległości w wodzie i służy do pomiaru odległości, pomiaru prędkości, czyszczenia, spawania, kruszenia kamieni, sterylizacji i dezynfekcji. Ma wiele zastosowań w medycynie, wojsku, przemyśle i rolnictwie. Nazwa ultradźwięków pochodzi od ich dolnej granicy częstotliwości, która jest w przybliżeniu równa górnej granicy ludzkiego słuchu.
Kiedy ciśnienie akustyczne lub natężenie dźwięku zostanie obniżone do pewnego poziomu, bańka szybko się rozszerzy, a następnie nagle zapadnie. Podczas tego procesu, w chwili zapadnięcia się bańki, generowana jest fala uderzeniowa, która wytwarza ciśnienie 10¹²-10¹³ Pa i lokalną temperaturę wokół bańki. To ogromne ciśnienie generowane przez kawitację ultradźwiękową może rozbić nierozpuszczalny brud, powodując jego rozpad w roztworze. Kawitacja parowa bezpośrednio i wielokrotnie oddziałuje na brud.
Z jednej strony zakłóca przyczepność brudu do powierzchni czyszczonej części; z drugiej strony powoduje uszkodzenia zmęczeniowe warstwy brudu, powodując jej odrywanie. Wibracje pęcherzyków gazu szorują stałą powierzchnię; gdy w warstwie brudu pojawi się szczelina, pęcherzyki natychmiast „wwiercają się” i wibrują, powodując odpadnięcie warstwy brudu. Z powodu kawitacji obie ciecze szybko rozpraszają się i emulgują na granicy faz. Kiedy cząstki stałe pokryją się olejem i przylgną do powierzchni czyszczonej części, olej ulega emulgacji, a cząstki stałe samoczynnie się oddzielają. Kiedy ultradźwięki rozprzestrzeniają się w płynie czyszczącym, wytwarzają naprzemienne dodatnie i ujemne ciśnienie akustyczne, tworząc strumień, który uderza w czyszczoną część. Jednocześnie, ze względu na efekty nieliniowe, generuje przepływ akustyczny i przepływ mikro-akustyczny, podczas gdy kawitacja ultradźwiękowa na granicy faz ciało stałe-ciecz wytwarza-mikro-strumienie strumieniowe o dużej prędkości. Wszystkie te efekty mogą rozkładać brud, usuwać lub osłabiać graniczne warstwy brudu, zwiększać mieszanie i dyfuzję, przyspieszać rozpuszczanie rozpuszczalnych brudów i wzmacniać działanie czyszczące chemicznych środków czyszczących. Dlatego oczywiste jest, że wszędzie tam, gdzie może przedostać się ciecz i istnieje pole akustyczne, występuje efekt czyszczenia. Technologia ta szczególnie nadaje się do czyszczenia części o bardzo skomplikowanych kształtach powierzchni. Szczególnie zastosowanie tej technologii pozwala na zmniejszenie ilości stosowanych rozpuszczalników chemicznych, a co za tym idzie, znaczne ograniczenie zanieczyszczenia środowiska.
Druga fala ultradźwiękowa rozchodzi się przez ciecz, powodując wspólne wibracje cieczy i zbiornika czyszczącego z częstotliwością ultradźwiękową. Każda wibracja, łącznie z cieczą i zbiornikiem, ma swoją własną częstotliwość naturalną, która jest częstotliwością fali dźwiękowej, a więc szumiącym dźwiękiem.
Co więcej, podczas czyszczenia ultradźwiękowego pęcherzyki widoczne gołym okiem nie są pęcherzykami jąder próżniowych, ale raczej pęcherzykami powietrza. Pęcherzyki powietrza hamują kawitację, zmniejszając skuteczność czyszczenia. Dopiero po całkowitym usunięciu pęcherzyków powietrza z cieczy, pęcherzyki jąder próżniowych kawitacji mogą osiągnąć swój optymalny efekt.