超聲波清洗機主要機理是超聲波清洗機產生的超聲波空化作用，超聲波空化強弱與聲學參數、清洗液物理化學性質及環境條件有關，要獲得良好清洗效果必須選擇適當的聲學參數和清洗液。

1、頻率選擇

超聲空化閾值和超聲波的頻率有密切關系。頻率越高，空化閾越高，換句話說，頻率越高，在液體中要產生空化所需要的聲強或聲功率也越大；頻率低，空化容易產生，同時在低頻情況下，液體受到壓縮和稀疏作用有更長時間間隔。使氣泡在崩潰前能生長到較大的尺寸，增高空化強度，有利于清洗作用。目前超聲波清洗機的工作頻率根據清洗對象，大致分為三個頻段；低頻超聲清洗(20一50KHz)，高頻超聲清洗(50—200KHz)和兆赫超聲清洗(700KHz一1MHz以上)。低頻超聲清洗適用于大部件表面或者污物和清洗件表面結合強度高場合。頻率低端，空化強度高，易腐蝕清洗件表面，不適宜清洗表面光潔度高的部件，而且空化噪聲大。40KHz左右的頻率，在相同聲強下，產生的空化泡數量比頻率為20KHz時多，穿透力較強，宜清洗表面形狀復雜或有盲孔的工件，空化噪聲較小。但空化強度較低，適合清洗污物與被清洗件表面結合力較弱場合，高頻超聲清洗適用于計算機、微電子元件的精細清洗，如磁盤、驅動器，讀寫頭，液晶玻璃及平面顯示器，微組件和拋光金屬件等的清洗。這些清洗對象要求在清洗過程中不能受到空化腐蝕。要能洗掉微米級的污物。兆赫超聲清洗適用于集成電路芯片、硅片及簿膜等的清洗。能去除微米、亞微米級的污物而對清洗件沒有任何損傷，因為此時不產生空化作用，超聲波清洗機理主要是聲壓梯度、粒子速度和聲流的作用，特點是清洗方向性強，被清洗件一般置于與聲束平行的方向。

在清洗液中只有交變聲壓幅值超過液體的靜壓力時才會出現負壓，在超聲清洗槽中的聲強要高于空化閾值才能產生超聲空化。對于一般液體，空化閾值約為每平方厘米1／3瓦(聲壓的千方正比于聲強)。聲強增加時，空化泡的最大半徑與起始半徑比值增大，空化強度增大，即聲強愈高，空化愈強烈，有利于清洗作用。但不是聲功率越大越好，聲強過高。會產生大量無用氣泡，增加散射衰減，形成聲屏障，同時聲強增大也會增加非線性衰減，這樣都會削弱遠離聲源地方清洗效果。對于一些難清洗干凈的污物，例如金屬表面氧化物，化纖噴絲板孔中污物的清洗，則需要采用較高聲強。此時被清洗面應貼近聲源，這時大多不采用槽式清洗器。而用棒狀聚焦式換能器直接插入清洗液靠近清洗件的表面進行清洗。