अल्ट्रासोनिक सफाई का सफाई सिद्धांत मुख्य रूप से सफाई तरल में अल्ट्रासोनिक कंपन की शुरूआत के कारण होता है, जो सफाई तरल में "गुहा" का कारण बनता है। "कैविटेशन" द्वारा उत्पन्न शक्तिशाली यांत्रिक बल वर्कपीस से जुड़ी यांत्रिक अशुद्धियों और विभिन्न संदूषकों को छील देता है। अल्ट्रासोनिक सफाई में न केवल गुहिकायन प्रभाव होता है, बल्कि अधिक जटिल भौतिक और रासायनिक प्रभाव भी होते हैं।
तथाकथित "गुहिकायन" विरल और सघन अवस्था को संदर्भित करता है जब अल्ट्रासोनिक तरंगों का वैकल्पिक ध्वनि दबाव तरल में फैलता है। सघन अवस्था में, तरल सकारात्मक दबाव (लगभग कुछ वायुमंडलीय दबाव) के अधीन होता है, जबकि विरल अवस्था में, तरल तनाव या नकारात्मक दबाव में होता है। आम तौर पर, तरल में एक निश्चित मात्रा में गैस होती है। विरल अवस्था में, बुलबुला बढ़ता है और तरल में विघटित गैस को अधिक अवशोषित करता है; पुनः संपीड़ित करने पर बुलबुले सिकुड़ते रहते हैं। इस प्रक्रिया के दौरान, तरल कणों की गति धीरे-धीरे कम होने वाली बुलबुला त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होती है। इसलिए, जब त्रिज्या शून्य के करीब पहुंचती है, तो द्रव्यमान आंदोलन की गति सैद्धांतिक रूप से अनंत तक पहुंचनी चाहिए। यदि बुलबुला बंद होने पर यह तीव्र गति अचानक रुक जाती है, तो छोटे आयतन में केंद्रित गतिज ऊर्जा निकल जाएगी, जो आंशिक रूप से ऊष्मा ऊर्जा बन जाती है, आंशिक रूप से संपीड़न ऊर्जा बन जाती है। इस समय, एक गोलाकार आघात तरंग बंद बुलबुले के केंद्र से बाहर की ओर फैलती है। इस बिंदु पर दबाव हजारों वायुमंडल का होता है। यदि अल्ट्रासोनिक आवृत्ति 20KHz है, तो यह गुहिकायन प्रति सेकंड 20,000 बार होगा। इसलिए, यह समझना मुश्किल नहीं है कि अल्ट्रासोनिक तरंगों में मजबूत सफाई क्षमता होती है।
