Kada se ultrazvučni talasi šire u medijumu, usled interakcije između ultrazvučnih talasa i medija, medij prolazi kroz fizičke i hemijske promene, što rezultira nizom mehaničkih, termičkih, elektromagnetnih i hemijskih ultrazvučnih efekata, uključujući sledeće efekte:
Mehanički efekat
Mehaničko djelovanje uzrokovano ultrazvukom može potaknuti emulzifikaciju tekućina, ukapljivanje gelova i disperziju čvrstih tvari. Kada ultrazvučna tečnost formira stojeći talas u medijumu, sitne čestice suspendovane u fluidu kondenzuju se na čvoru usled mehaničke sile i formiraju periodične akumulacije u medijumu.
Elektromagnetski efekat
Kada se ultrazvučni talasi šire u piezoelektričnim materijalima i magnetostriktivnim materijalima, indukovana polarizacija i indukovana magnetizacija usled mehaničkog dejstva ultrazvučnih talasa.
Efekt kavitacije
Veliki broj malih mjehurića može se stvoriti kada se ultrazvučni valovi primjenjuju na tekućinu. Jedan od razloga je taj što se u tekućini javlja lokalni vlačni napon koji stvara negativan tlak. Smanjenje tlaka čini da je plin koji je prvobitno otopljen u tekućini prezasićen i izlazi iz tekućine u male mjehuriće. Drugi razlog je taj što jako vlačno naprezanje "trga" tečnost u šupljinu koja se zove kavitacija. Unutar šupljine je tečna para ili drugi gas koji se rastvara u tečnosti, možda čak i vakuum. Mali mjehurići formirani kavitacijom nastavit će se kretati, rasti ili pucati uz vibraciju okolnog medija. Kada pukne, okolna tečnost iznenada puca u mjehuriće stvarajući visoku temperaturu i visok pritisak, kao i udarne valove. Unutrašnje trenje koje prati kavitaciju može stvoriti električni naboj i uzrokovati luminescenciju u mjehurićima zbog pražnjenja. Tehnologija ultrazvučnog tretmana u tečnosti uglavnom se odnosi na kavitaciju.
Toplotni efekat
Zbog visoke ultrazvučne frekvencije i velike energije, može proizvesti značajne toplinske efekte kada ga apsorbira radni komad.
Hemijski efekat
Učinak ultrazvučnih valova može potaknuti ili ubrzati određene kemijske reakcije. Na primjer, čista destilovana voda stvara vodikov peroksid nakon ultrazvučnog tretmana; voda otopljena u dušiku stvara dušičnu kiselinu nakon ultrazvučnog tretmana; a vodena otopina boje će promijeniti boju ili izblijediti nakon ultrazvučnog tretmana. Ove pojave su uvijek praćene kavitacijom. Ultrazvuk također može ubrzati procese hidrolize, razgradnje i polimerizacije mnogih kemikalija. Ultrazvuk takođe ima značajan uticaj na fotohemijske i elektrohemijske procese. Nakon ultrazvučnog tretmana različitih vodenih otopina različitih aminokiselina i drugih organskih tvari, karakteristična traka apsorpcionog spektra nestaje i pokazuje ujednačenu opću apsorpciju, što ukazuje da je molekularna struktura promijenjena kavitacijom.
