Kui ultrahelilained levivad keskkonnas, toimuvad ultrahelilainete ja keskkonna vastastikuse mõju tõttu keskkonnas füüsikalised ja keemilised muutused, mille tulemuseks on mehaanilised, termilised, elektromagnetilised ja keemilised ultraheliefektid, sealhulgas järgmised mõjud:
Mehaaniline toime
Ultraheli põhjustatud mehaaniline toime võib soodustada vedelike emulgeerimist, geelide veeldamist ja tahkete ainete hajumist. Kui ultrahelivedelik moodustab keskkonnas seisulaine, kondenseeruvad vedelikus hõljuvad pisikesed osakesed sõlmes mehaanilise jõu mõjul ja moodustavad perioodilise akumuleerumise keskkonnas.
Elektromagnetiline efekt
Ultrahelilainete levimisel piesoelektrilistes materjalides ja magnetostriktiivsetes materjalides tekib ultrahelilainete mehaanilise toime tõttu indutseeritud polarisatsioon ja indutseeritud magnetiseerumine.
Kavitatsiooniefekt
Ultrahelilainete kandmisel vedelikule võib tekkida suur hulk väikseid mullikesi. Üks põhjus on see, et vedelikus tekib lokaalne tõmbepinge, mis tekitab alarõhu. Rõhu langus muudab algselt vedelikus lahustunud gaasi üleküllastunud ja väljub vedelikust väikesteks mullideks. Teine põhjus on see, et tugev tõmbepinge "rebib" vedeliku õõnsusse, mida nimetatakse kavitatsiooniks. Õõnsuse sees on vedelikuaur või mõni muu vedelikus lahustuv gaas, võib-olla isegi vaakum. Kavitatsioonist moodustunud väikesed mullid jätkavad liikumist, kasvu või lõhkemist ümbritseva keskkonna vibratsiooniga. Kui see lõhkeb, puruneb ümbritsev vedelik ootamatult mullidesse, tekitades kõrget temperatuuri ja kõrget rõhku, samuti lööklaineid. Kavitatsiooniga kaasnev sisehõõrdumine võib moodustada elektrilaengu ja põhjustada tühjenemise tõttu mullides luminestsentsi. Ultraheli töötlemise tehnoloogia vedelikus on enamasti seotud kavitatsiooniga.
Termiline efekt
Kõrge ultraheli sageduse ja suure energia tõttu võib see toorikusse neeldumisel tekitada olulisi termilisi efekte.
Keemiline toime
Ultrahelilainete mõju võib soodustada või kiirendada teatud keemilisi reaktsioone. Näiteks puhas destilleeritud vesi tekitab pärast ultraheliga töötlemist vesinikperoksiidi; lämmastikus lahustunud vees tekib pärast ultrahelitöötlust lämmastikhapet; ja värvaine vesilahus muudab pärast ultrahelitöötlust värvi või tuhmub. Nende nähtustega kaasneb alati kavitatsioon. Ultraheli võib kiirendada ka paljude kemikaalide hüdrolüüsi-, lagunemis- ja polümerisatsiooniprotsesse. Ultrahelil on oluline mõju ka fotokeemilistele ja elektrokeemilistele protsessidele. Pärast erinevate aminohapete ja muude orgaaniliste ainete erinevate vesilahuste ultrahelitöötlust kaob iseloomulik neeldumisspektri riba ja see näitab ühtlast üldist neeldumist, mis näitab, et molekulaarstruktuur on kavitatsiooni tõttu muutunud.
