超声波清洗是应用超声波在液体中的社会化作用、减速度作用及直进流作用对液体和污物间接、直接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而到达清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用使用得更多。
（1）空化作用：空化作用就是超声波以每秒20000次以上的紧缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体透射。在减压力作用时，液体中发生真空核群泡的景象，在紧缩力作用时，真空核群泡受压力压碎时发生弱小的冲击力，由此剥离被清洗物外表的污垢，从而到达精细洗净目的。
（2）直进流作用：超声波在液体中沿声的传达方向发生活动的景象称为直进流。声波强度在每平方厘米为0.5瓦时，肉眼能看到直进流，垂直于振动面发生活动，流速约为10cm/s。经过此直进流使被清洗物外表的微油污垢被搅拌，污垢外表的清洗液也发生对流，溶解污物的溶解液与新液混合，使溶解速度放慢，对污物的搬运起着很大的作用。
（3）减速度：液体粒子推进发生的减速度。关于频率较高的超声波清洗机，空化作用就很不明显了，这时的清洗次要靠液体粒子超声作用下的减速度撞击粒子对污物停止超精细清洗。