Načelo čiščenja ultrazvočnega čiščenja je predvsem posledica vnosa ultrazvočnih vibracij v čistilno tekočino, kar povzroči "kavitacijo" v čistilni tekočini. Močna mehanska sila, ki jo ustvari "kavitacija", odlušči mehanske nečistoče in različne nečistoče, pritrjene na obdelovanec. Ultrazvočno čiščenje nima samo učinka kavitacije, ampak ga spremljajo tudi bolj zapleteni fizikalni in kemični učinki.
Tako imenovana "kavitacija" se nanaša na redko in gosto stanje, ko se izmenični zvočni tlak ultrazvočnih valov širi v tekočini. V gostem stanju je tekočina podvržena pozitivnemu tlaku (približno nekaj atmosferskega tlaka), medtem ko je v redkem stanju tekočina pod napetostjo ali podtlakom. Na splošno tekočina vsebuje določeno količino plina. V redkem stanju mehurček raste in absorbira več plina, ki se je razgradil v tekočini; ko se ponovno stisnejo, se mehurčki še naprej krčijo. Med tem procesom je gibanje delcev tekočine obratno sorazmerno s postopno padajočim polmerom mehurčkov. Torej, ko se radij približa ničli, bi se morala hitrost gibanja mase teoretično približati neskončnosti. Če se to hitro gibanje nenadoma ustavi, ko se mehurček zapre, se sprosti kinetična energija, koncentrirana v majhnem volumnu, delno postane toplotna energija, delno postane energija stiskanja. V tem času se sferični udarni val širi navzven iz središča zaprtega mehurčka. Na tej točki je tlak na tisoče atmosfer. Če je ultrazvočna frekvenca 20 kHz, se bo ta kavitacija pojavila 20.000-krat na sekundo. Zato ni težko razumeti, da imajo ultrazvočni valovi močno čistilno sposobnost.
