Kada se ultrazvučni valovi šire u mediju, zbog interakcije između ultrazvučnih valova i medija, medij prolazi kroz fizičke i kemijske promjene, što rezultira nizom mehaničkih, toplinskih, elektromagnetskih i kemijskih ultrazvučnih učinaka, uključujući sljedeće učinke:
Mehanički učinak
Mehaničko djelovanje uzrokovano ultrazvukom može pospješiti emulzifikaciju tekućina, ukapljivanje gelova i disperziju krutina. Kada ultrazvučna tekućina formira stojni val u mediju, sićušne čestice suspendirane u tekućini kondenziraju se na čvoru zbog mehaničke sile i formiraju periodičnu akumulaciju u mediju.
Elektromagnetski učinak
Kada se ultrazvučni valovi šire u piezoelektričnim materijalima i magnetostriktivnim materijalima, inducirana je polarizacija i inducirana magnetizacija zbog mehaničkog djelovanja ultrazvučnih valova.
Učinak kavitacije
Kada se ultrazvučni valovi primijene na tekućinu, može se stvoriti veliki broj malih mjehurića. Jedan od razloga je to što se u tekućini javlja lokalni vlačni napon koji stvara negativni tlak. Smanjenje tlaka čini plin izvorno otopljen u tekućini prezasićenim i izlazi iz tekućine u male mjehuriće. Drugi razlog je taj što jaki vlačni stres "kida" tekućinu u šupljinu koja se naziva kavitacija. Unutar šupljine nalazi se tekuća para ili drugi plin koji se otapa u tekućini, možda čak i vakuum. Mali mjehurići nastali kavitacijom nastavit će se kretati, rasti ili pucati uz vibracije okolnog medija. Kada se rasprsne, okolna tekućina iznenada izbije u mjehuriće stvarajući visoku temperaturu i visoki tlak, kao i udarne valove. Unutarnje trenje koje prati kavitaciju može stvoriti električni naboj i uzrokovati luminiscenciju u mjehurićima zbog pražnjenja. Tehnologija ultrazvučnog tretmana u tekućini uglavnom se odnosi na kavitaciju.
Toplinski učinak
Zbog visoke ultrazvučne frekvencije i velike energije, može proizvesti značajne toplinske učinke kada ga apsorbira obradak.
Kemijski učinak
Učinak ultrazvučnih valova može potaknuti ili ubrzati određene kemijske reakcije. Na primjer, čista destilirana voda stvara vodikov peroksid nakon ultrazvučne obrade; voda otopljena u dušiku stvara dušikastu kiselinu nakon ultrazvučne obrade; a vodena otopina boje će promijeniti boju ili izblijedjeti nakon tretmana ultrazvukom. Ove pojave uvijek prati kavitacija. Ultrazvuk također može ubrzati procese hidrolize, razgradnje i polimerizacije mnogih kemikalija. Ultrazvuk također ima značajan utjecaj na fotokemijske i elektrokemijske procese. Nakon ultrazvučne obrade različitih vodenih otopina raznih aminokiselina i drugih organskih tvari, karakteristična vrpca apsorpcijskog spektra nestaje i pokazuje jednoliku opću apsorpciju, što ukazuje da je molekularna struktura promijenjena kavitacijom.
