超聲波清洗機在進行操作時候可以發生其高頻電氣振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振動（即超聲波振動），超聲波通過清洗槽壁向清洗液輻射，并將超聲波具有的高能量傳遞到工件表面污垢中，并造成污垢的解離分散。同時在超聲波作用下，達到一定聲強和頻率時，清洗液中產生大量氣泡。這些氣泡在超聲波作用下反復振動，氣泡會迅速增長，然后突然破裂（閉合）。
超聲波清洗機的工藝條件
超聲波清洗機在使用時必須要達到一定的強度才能產生空化作用，這個強度我們用功率密度來衡量，的密度應大于0.35W/cm2，實際應用多采用0.4超聲波清洗機～0.8W/cm2。頻率：工業用超聲波清洗設備的頻率通常在16～80KHz之間，常用的頻率包括20、25、28、33、和40KHz。
超聲波清洗一般采用中溫（40～60℃）清洗液：清洗液的選擇需根據清洗對象選取不同的清洗液。清洗液有水基清洗液和溶劑型的清洗液兩大類。目前水基清洗液得到越來越廣的應用：除油可采用堿性、中性或酸性脫脂液；可采用磷酸等弱酸清洗銹及氧化皮。氟里昂、三氯乙烯、汽油等都是良好的清洗溶劑，但這些物質或污染環境、或毒害人體、或易燃易爆，使用中受到嚴格限制。
在對物件清洗的時候，超聲波清洗設備產生的聲波會作用到物件的垢層、物件的表面以及水中，這三種物質對超聲波的響應頻率是不一樣的，產生的振動也不會同步，所以就會造成高速相對運動，而此時相對運動產生的速度差就會形成剪切力并作用于物件表面的垢層，從而將污垢從物件上去除掉。
超聲波清洗機在清洗物件的時候需要改變流體
在清洗物件的時候會改變流體的理化性質，有按捺離子在壁面處成核和長大的效果，所以，可以有效減少被清洗物件表面的成垢離子數量，而且在清洗的時候超聲波作用的時間越長，不僅除垢效果越好，同時防止物件結垢的效果也會越好。