Rengjøringsprinsippet for ultralydrengjøring skyldes hovedsakelig introduksjonen av ultralydvibrasjoner i rensevæsken, noe som forårsaker "kavitasjon" i rensevæsken. Den kraftige mekaniske kraften som genereres av "kavitasjon" skreller av mekaniske urenheter og ulike forurensninger festet til arbeidsstykket. Ultralydrengjøring har ikke bare kavitasjonseffekt, men er også ledsaget av mer kompliserte fysiske og kjemiske effekter.
Den såkalte "kavitasjonen" refererer til den sparsomme og tette tilstanden når det vekslende lydtrykket fra ultralydbølger forplanter seg i væsken. I tett tilstand utsettes væsken for positivt trykk (ca. noen få atmosfærisk trykk), mens i sparsom tilstand er væsken under spenning eller negativt trykk. Vanligvis inneholder væsken en viss mengde gass. I sparsom tilstand vokser boblen og absorberer mer Gassen spaltes i væsken; når de komprimeres på nytt, fortsetter boblene å krympe. Under denne prosessen er bevegelsen av væskepartiklene omvendt proporsjonal med den gradvis avtagende bobleradiusen. Derfor, når radiusen nærmer seg null, bør hastigheten på massebevegelsen teoretisk nærme seg uendelig. Hvis denne raske bevegelsen plutselig stopper når boblen lukkes, vil den kinetiske energien som er konsentrert i det lille volumet frigjøres, dels til varmeenergi, dels til kompresjonsenergi. På dette tidspunktet forplanter en sfærisk sjokkbølge seg utover fra midten av den lukkede boblen. På dette tidspunktet er trykket tusenvis av atmosfærer. Hvis ultralydfrekvensen er 20KHz, vil denne kavitasjonen skje 20 000 ganger per sekund. Derfor er det ikke vanskelig å forstå at ultralydbølger har sterk renseevne.
