העיקרון של חותך קולי שונה לחלוטין מזה הרגיל. הוא משתמש באנרגיה של קולי כדי להמיס את החומר שיש לחתוך. לכן, החיתוך האולטראסוני אינו מצריך חוד חיתוך חד, אינו מצריך לחץ גדול ואינו גורם לשיתוב או שבירה. יחד עם זאת, מכיוון שלהב החיתוך נתון לרטט קולי, התנגדות החיכוך קטנה במיוחד, והחומר לחיתוך אינו נצמד בקלות ללהב. זה יעיל במיוחד לחיתוך חומרים צמיגים ואלסטיים, חומרים קפואים כמו מזון, גומי וכו', או חפצים שלא נוחים להפעלת לחץ.
המבנה הבסיסי של מכונת החיתוך הקולית הוא מתמר קולי, צופר, להב חיתוך (ראש כלי) וגנרטור. הגנרטור האולטראסוני ממיר את הכוח המסחרי לזרם חילופין במתח גבוה בתדירות גבוהה ומשדר אותו למתמר האולטראסוני. מתמר קולי שווה ערך למכשיר המרת אנרגיה הממיר אנרגיה חשמלית קלט לאנרגיה מכנית, כלומר, גלים קוליים. הביטוי שלו הוא שהמתמר נע קדימה ואחורה בכיוון האורך. תדירות התנועה הטלסקופית שווה ערך לתדירות של זרם החילופין בתדר גבוה המסופק על ידי מקור הכוח המניע. תפקיד הצופר הוא לתקן את כל מערכת הרטט האולטרסאונד ולהגביר את משרעת הפלט של המתמר. להב החיתוך (ראש הכלי) מגדיל עוד יותר את המשרעת מצד אחד וממקד את הגל האולטראסוני. מצד שני, הגל האולטראסוני מופק, והאנרגיה האולטראסונית מוזנת באופן מרוכז לחלק החיתוך של החומר שיש לחתוך באמצעות קצה חיתוך דומה של להב החיתוך. תחת פעולת אנרגיה קולית ענקית, חלק זה מתרכך ונמס באופן מיידי, והחוזק מופחת מאוד. בשלב זה, כל עוד מופעל כוח חיתוך קטן, ניתן להשיג את מטרת חיתוך החומר.
בדומה לחיתוך קונבנציונלי, הרכיבים הבסיסיים הנדרשים הם חותך וסדן, ולחותך האולטראסוני שני מבנים בסיסיים. בהתאם למיקום היישום האולטראסוני, ייתכן שנרצה לחלק אותו לחותך חותך על-קולי וחותך חותך על-קולי.
חותך החותך האולטראסוני מעמיס ישירות את האנרגיה האולטראסונית על החותך, והחותך הופך לחותך עם גלים אולטראסוניים. בעת חיתוך החומר, החומר מרוכך ומומס בעיקר על ידי האנרגיה האולטראסונית, וקצה החיתוך של החותך משמש רק כמיקום החריץ, תפוקת האנרגיה האולטרסאונדית וחומר ההפרדה. שיטת חיתוך זו מתאימה לחיתוך חומרים עבים, עבים, ארוכים וכו' שאינם נוחים לקביעת קרש החיתוך. כגון פלט גומי גולמי ממערבל הגומי, חיתוך צינורות, בשר קפוא, ממתקים, חיתוך שוקולד, מעגלים מודפסים או מכונות חיתוך ידניות.
המבנה הבסיסי של חותך קרש החיתוך האולטראסוני דומה לזה של חותך החותך האולטראסוני, אלא שחלק הפלט האולטראסוני אינו חותך אלא תבנית שטוחה קולית סטנדרטית. כאן, התבנית שווה ערך לקרש חיתוך. עם זאת, זהו קרש חיתוך המשמש לרטט קולי. עדיין ניתן להשתמש בסכין החיתוך בצורה המסורתית, אך חדות קצה החיתוך מצטמצמת, וחיי סכין החיתוך מתארכים מאוד.
