Princip čištění ultrazvukového čištění je dán především zavedením ultrazvukových vibrací do čisticí kapaliny, které způsobují „kavitaci“ v čisticí kapalině. Silná mechanická síla generovaná „kavitací“ odlupuje mechanické nečistoty a různé nečistoty ulpívající na obrobku. Ultrazvukové čištění má nejen kavitační efekt, ale je doprovázeno i složitějšími fyzikálními a chemickými efekty.
Takzvaná „kavitace“ označuje řídký a hustý stav, kdy se v kapalině šíří střídavý akustický tlak ultrazvukových vln. V hustém stavu je kapalina vystavena přetlaku (asi několik atmosférických tlaků), zatímco v řídkém stavu je kapalina pod napětím nebo podtlakem. Obecně platí, že kapalina obsahuje určité množství plynu. V řídkém stavu bublina roste a více absorbuje Plyn se rozkládá v kapalině; při opětovném stlačení se bubliny dále zmenšují. Během tohoto procesu je pohyb částic kapaliny nepřímo úměrný postupně se zmenšujícímu poloměru bubliny. Proto, když se poloměr blíží nule, rychlost pohybu hmoty by se teoreticky měla blížit nekonečnu. Pokud se tento rychlý pohyb náhle zastaví, když se bublina uzavře, kinetická energie soustředěná v malém objemu se uvolní, částečně se stane tepelnou energií, částečně se stane kompresní energií. V tomto okamžiku se kulová rázová vlna šíří směrem ven ze středu uzavřené bubliny. V tomto bodě je tlak tisíců atmosfér. Pokud je ultrazvuková frekvence 20 kHz, tato kavitace se objeví 20 000krát za sekundu. Proto není těžké pochopit, že ultrazvukové vlny mají silnou čisticí schopnost.
