超声波清洗器是基于超声波在液体中的空化作用，换能器将电能量通过变幅杆在工具头顶部液体中产生高强度剪切力，形成高频的交变水压强，使空腔膨胀、爆炸将细胞击碎。另一方面由于超声波在液体中传播时产生剧烈地扰动作用，使颗粒产生很大的加速度，从而互相碰撞或与器壁互相碰撞而击碎。
超声波清洗器是利用超声波发生器所发出的交频讯号，通过换能器转换成了交频机械振荡而传播到介质——清洗液中，超声波在清洗液中以疏密相间的形式向被洗物件辐射。
超声波清洗器和超声波细胞破碎仪其主要原理是相通的，主要区别是超声波细胞破碎仪把所有的能量集中在探头上，而超声波的能量则是均匀的分布在清洗槽的底部，因此，超声波更倾向于脱气和清洗，而超声波细胞破碎仪则倾向于细胞破碎、乳化及均质。
超声波清洗是目前清洗效率高的清洗方式，对于手工及其它清洗方式不能*有效地进行清洗的，如形状和结构复杂的工件等，具有显著的清洗效果，可达到清洗要求，且清洗均匀度一致。
超声波清洗器发出高频震荡信号，通过换能器转换成高频机械震荡，使之在清洗液中散播，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波传播过程中所形成的负压区成型、生长，在正压区迅速闭合。
这些非稳态的微小气泡在声场的作用下每秒完成数万次压缩、扩张的物理过程，可产生超过1000个大气压的瞬间高压，就像一连串爆炸，不断冲击物体表面及缝隙中，从而达到清洗的效果。超声波在液体中还能起到加速溶解和乳化作用，达到脱气目的。
