Prinsip pembersihan pembersihan ultrasonik terutama disebabkan oleh masuknya getaran ultrasonik ke dalam cairan pembersih, yang menyebabkan “kavitasi” pada cairan pembersih. Gaya mekanis kuat yang dihasilkan oleh “kavitasi” mengelupas kotoran mekanis dan berbagai kontaminan yang menempel pada benda kerja. Pembersihan ultrasonik tidak hanya memiliki efek kavitasi, tetapi juga disertai efek fisik dan kimia yang lebih rumit.
Yang disebut “kavitasi” mengacu pada keadaan jarang dan padat ketika tekanan suara bolak-balik gelombang ultrasonik merambat dalam cairan. Dalam keadaan padat, zat cair diberi tekanan positif (kira-kira beberapa tekanan atmosfer), sedangkan dalam keadaan jarang, zat cair berada di bawah tekanan atau tekanan negatif. Umumnya cairan mengandung sejumlah gas. Dalam keadaan jarang, gelembung tumbuh dan menyerap lebih banyak gas yang terurai dalam cairan; ketika dikompres ulang, gelembung terus menyusut. Selama proses ini, pergerakan partikel cairan berbanding terbalik dengan jari-jari gelembung yang semakin mengecil. Oleh karena itu, ketika jari-jarinya mendekati nol, kecepatan pergerakan massa secara teoritis mendekati tak terhingga. Jika gerak cepat ini tiba-tiba berhenti ketika gelembung tertutup, maka energi kinetik yang terkonsentrasi pada volume kecil tersebut akan terlepas, sebagian menjadi energi panas, sebagian lagi menjadi energi kompresi. Pada saat ini, gelombang kejut berbentuk bola merambat keluar dari pusat gelembung tertutup. Pada titik ini, tekanannya mencapai ribuan atmosfer. Jika frekuensi ultrasonik 20KHz, kavitasi ini akan terjadi 20.000 kali per detik. Oleh karena itu, tidak sulit untuk memahami bahwa gelombang ultrasonik memiliki kemampuan pembersihan yang kuat.
