超聲波清洗機的重要組成部分是超聲波換能器。目前，有兩種超聲波換能器，一種是磁性超聲波換能器，由鎳或鎳基合金制成；一種壓電式超聲波換能器，由鋯鈦酸鉛或其他瓷器制成。當壓電材料放入工作電壓變化的電場時，會產生變形，換句話說，壓電效應。相對而言，磁性超聲波換能器是由能夠在變化的磁場中變形的原材料制成的。
無論使用哪種超聲波換能器，空化效應的抗壓強度都是基本因素。與其他聲波頻率一樣，超聲波是一系列的工作壓力點，即一種縮小和膨脹的波（以下圖例）。如果聲音足夠強，液體在波膨脹階段打開，然后引起氣泡；但在波的縮小階段，氣泡在液體中瞬間破裂或內爆，造成非常合理的沖擊，非常適合清洗。整個過程被稱為空蝕。
從理論上講，破碎的空蝕泡會導致工作壓力超過1萬psi和2萬psi°F(11,000°C)高溫，在其破碎的瞬間，振波會迅速向外輻射源。獨立空蝕泡釋放的動能不大，但每秒都有數百萬的空蝕泡破裂，總效果會非常明顯，產品工件表面的廢物會因強烈的沖擊力而脫落，這就是所有超聲波清洗的特點。
如果超聲波動能足夠大，腐蝕會由清潔液的各個部分引起，因此超聲波可以合理地清潔微小的間隙和孔。空蝕也促進了化學反應，加速了表面膜的溶解。
眾所周知，只有當某一區域的液體壓力低于氣泡中的氣體壓力時，才會在該地區造成空蝕。因此，超聲波換能器引起的超聲波振幅足夠大時，才能選擇這一標準。空蝕所需的最低輸出功率稱為空蝕零界點。不同的液體有不同的空蝕零界點，所以超聲波動能必須超過零界點才能達到清洗的實際效果。也就是說，只有動能超過零界點才能導致空蝕泡，便于超聲波清洗。
