超声波清洗是基於空化作用，即在清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆。由此产生的冲击将浸没在清洗液中的工件内外表面的污物剥落下来。随着超声频率的提高，气泡数量增加而爆破冲击力减弱。
因此，高频超声特别适用於小颗粒污垢的清洗而不破环其工件表面。空化泡的扩大以及爆裂（内爆）气泡是在液体中施加高频（超声频率）、高强度的声波而产生的。
因此，任何超声清洗系统都必须具备三个基本元件：盛放清洗液的槽、将电能转化为机械能的换能器以及产生高频电信号的超声波发生器。
所选择的清洗溶剂必须达到清洗效果，并应与所清洗的工件材料相容。水为普通的清洗液，故使用水基溶液的系统操作简便、使用成本低、应用广泛。然而对於某些材料以及污垢等并不适用於水性溶液，那么还有许多溶剂可供选用。
