超声波清洗器的工作原理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。
超声波清洗器广泛应用在生物化学、医学制药、食品检测、环保监测等领域的破碎动植物组织、病毒、细菌和其它细胞结构以及在乳化、分离、均质等化学反应过程中。
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，而超声波清洗器的能量则是均匀的分布在清洗槽的底部，因此，超声波清洗器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。
超声波能量瓶检测法：超声波能量瓶内装满黄色化学试剂溶液，并处于密封状态。利用超声波空化作用使得瓶内化学试剂溶液均匀变色，变色所需时间与超声波空化能力成正比，以此以反映出超声波能量。将超声波能量瓶放在超声波清洗槽内四角和中点共计5瓶。
经设计的超声波工序作用后，能量瓶内溶液均匀变成绿色，颜色渐变的时间越少超声波的能量密度越大，越超声效果好即判定清洗效果合格，并记录在案。不过以上提到的超声波能量瓶为一次性检测手段，使用完后不能再次使用。另外超声波能量瓶应保存在2—25℃的阴凉环境下，避免光线直射。
