Schwingungen mit Frequenzen oberhalb 18 kHz (18.000 Schwingungen pro Sekunde) werden als Ultraschall bezeichnet. Diese Schwingungen führen während der Zugphase in allen Flüssigkeiten zur Erzeugung von Millionen kleinster Vakuumbläschen, die in der Druckphase implodieren. Diese Implosion findet mit enormer Energie statt; Temperaturen und Drücke in der Größenordnung von fast 5000°C und 135 MPa werden erreicht. Diese Implosionen erzeugen hohe Kräfte auf Verunreinigungen, die an Substraten wie Metallen, Kunststoffen, Glas, Gummi und Keramik haften, die Bläschen sind jedoch so klein, dass sie nicht mehr tun, als Oberflächenschmutz und Verunreinigungen zu reinigen und zu entfernen.

Dieser Vorgang heißt Kavitation. Niedrige Frequenzen um 20 kHz, die z. B. für den Zellaufschluss angewendet werden, erzeugen Bläschen größerer Durchmesser mit kräftigen Druckstößen gegenüber höheren Frequenzen um 35 kHz, die bevorzugt zur intensiven und schonenden Reinigung eingesetzt werden. Zur Erzeugung des Ultraschalls wandelt ein HF-Generator die Netzfrequenz in die jeweilige Frequenz des Gerätes um und gibt sie an die piezoelektrischen Schwingsysteme zur Erzeugung mechanischer Schwingungen in der Flüssigkeit ab.

Die Kavitation bewirkt, dass Schmutzreste und Infektionserreger von den in der Flüssigkeit befindlichen Teilen abgesprengt werden, auch aus Vertiefungen und Bohrungen – elektronisches Bürsten. Ultraschall reinigt in wenigen Minuten und übertrifft jede manuelle Säuberung an Wirksamkeit. Gleichzeitig wirkt er schonend, denn mechanische Beschädigungen wie Kratzer werden vermieden.

Die in vielen Industriezweigen als Reiniger verwendeten, oft aggressiven Chemikalien werden nicht oder in viel geringeren Konzentrationen bei Ultraschallreinigung verwendet. Dies hat positive Effekte für Mensch und Umwelt und senkt die Kosten für den Einsatz der Chemikalien. Ultraschall wird für die industrielle Reinigung verwendet und auch in vielen medizinischen und zahnmedizinischen Techniken und industriellen Prozessen eingesetzt.

Die Kavitation wird für vielfältige Anwendungen eingesetzt. So lässt sich beispielsweise unter Einwirkung von Ultraschall aus Öl und Wasser eine sehr feine Emulsion herstellen, die länger als bei anderen Herstellungsverfahren stabil bleibt. Für sonochemische Prozesse in einem Ultraschallbad sollte das Reaktionsgefäß einen dünnwandigen Boden besitzen. So wird die vom Schwingwannenboden abgestrahlte Ultraschallenergie effektiv direkt in das Reaktionsgefäß übertragen.