超声波萃取是利用超声波辐射压强产生的强烈空化应效应、机械振动、扰动效应、高的加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用等多级效应，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速目标成分进入溶剂，促进提取的进行。

超声波是一种弹性机械振动波，与电磁波本质上不同。因为电磁波在真空中传播，而超声波必须在介质中传播，穿过介质时，形成膨胀和压缩的全过程。

在液体中，膨胀过程形成负压。如果超声波能量足够强，膨胀过程会在液体中生成气泡或将液体撕裂成很小的空穴。这些空穴瞬间闭合，闭合时产生高达3000MPa 的瞬间压力，称为空化作用，整个过程在400μs 内完成。

空化作用细化物质以及制造乳液，加速目标成分进入溶剂，提高提取率。除空化作用外，超声波的许多次级效应也都利于目标成分的转移和提取。

成穴现象的重要意义在于气泡破裂时发生的反应。一些点位，气泡不再吸收超声波能量，而产生内爆。气泡或空穴里的气体和蒸汽快速绝热压缩，产生的温度和压力 。