超聲波均質(zhì)機利用超聲波在液體中的空化等物理效應(yīng)，達(dá)到均質(zhì)化效果。超聲波是機械振動在介質(zhì)中的傳播過程。它具有集束、定向、反射、透射等特點。它主要在介質(zhì)中產(chǎn)生兩種形式的振動，即橫波和縱波。前者只能在固體中產(chǎn)生，后者可以在固體，液體和氣體中產(chǎn)生。

空化是指在超聲波的作用下，液體在較弱的地方產(chǎn)生空腔或小氣泡，小氣泡隨超聲波脈動。超聲波空化還會產(chǎn)生強烈的機械作用，在固體界面附近產(chǎn)生快速的射流或聲波沖擊，從而在液體中產(chǎn)生強大的沖擊波。物理效應(yīng)是指超聲波能在液體中形成有效的攪拌和流動，破壞介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，粉碎液體中的顆粒，主要是由于液體之間的碰撞、微相流和沖擊波。

從理論上講，破裂的空化氣泡會產(chǎn)生超過10，000 psi的壓力和20，000°F（11，000°C）的溫度，沖擊波在破裂的那一刻會迅速向外輻射。單個空化氣泡釋放的能量非常小，但每秒同時爆發(fā)數(shù)百萬個空化氣泡。累積效應(yīng)會很強，強大的沖擊力會剝落工件表面的污垢。，這是所有超聲波清洗的特征。

如果超聲波能量足夠大，清潔液中到處都會發(fā)生空化，因此超聲波可以有效地清潔微小的裂縫和孔洞。空化還會促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)并加速表面膜的溶解。但是，只有當(dāng)某個區(qū)域的液體壓力低于氣泡中的氣體壓力時，該區(qū)域才會發(fā)生空化，因此當(dāng)換能器產(chǎn)生的超聲波振幅足夠大時，可以滿足這一條件。產(chǎn)生氣蝕所需的小功率稱為氣蝕臨界點。不同的液體具有不同的空化臨界點，因此超聲波能量必須超過該臨界點才能達(dá)到清潔效果。也就是說，只有當(dāng)能量超過臨界點時，才能產(chǎn)生空化氣泡進(jìn)行超聲波清洗。