超声波清洗机的工作原理是通过超声波发生器发出来的高频振荡信号，再通过换能器转换成高频机械振荡而散播到介质，超声波在清洁液中疏密有致的向前辐射，使液体流动而产生不计其数的细微气泡，作用于液体中的细微气泡在声场的影响下震动，当声压达到指定设定值，气泡快速增长，突然间闭合，气泡闭合时产生冲击波，其周边发生上千个大气压力，数百度的高温，利用闭合时的爆炸冲击波受损不溶性废弃物而让它分散于清洁液中，当团体粒子被油渍包裹着而黏附在清洗件表层时，油被乳化，固体粒子即摆脱，从而实现清洗件表层净化的效果因为超声波固有的穿透性，因此可以清洗各类外表繁杂，样式特殊的物件，对小孔和间隙都有一定的清洗效果，清洗时没有盲区，对不吸音或吸音系数小的物体清洗效果最好。

超声波的空化作用：透过固体物质而让整个液体介质震动从而产生空化气泡，从内受损病菌结构，因而这种清洗方式不会有清洗不了的盲区，并且业界证实超声波清洗的洁净程度高，杀菌消毒无遗漏，杀菌过程不会造成化学污染。清洗过程归属于物理清洗，因此往往不会对清洗物造成任何受损。因为超声波有受损植物细胞壁的功效，应用超声波清洗机清洗的水果蔬菜会实现去除农药残留和杀菌的功效，但不建议用超声波清洗机清洗一些表皮较为脆弱的物件。