超聲除油的基本原理是，當向液體中發射超聲波時，將使液體產生超聲振蕩，液體內部某一瞬間壓力突然減小，接著的瞬間壓力突然增大，如此不斷反復。在壓力突然減小時，溶液內會產生很多真空的、很小的空穴，溶解在溶液中的氣體會被吸入空穴中，形成氣泡；小氣泡形成后的瞬間，由于壓力增大，氣泡被壓破，并產生沖擊波，這種沖擊波能使油污脫離工件表面。氣泡破裂瞬間還會產生瞬間高溫高壓，加速液體內部的攪拌和流動。超聲波就是利用沖擊波對油膜的破壞作用及空洞現象、高溫高壓引起的激烈攪拌作用強化了溶解、皂化和乳化作用，加速了除油過程。此外，超聲波在溶液內反射產生的聲壓，也會促進攪拌作用。

超聲波清洗原理，它是通過超聲波發生器將高于20KHz頻率的震蕩信號進行電功率放大后經超聲波換能器 ( 震頭 ) 的逆壓電效應轉換成高頻機械振動能量，通過清洗介質中的聲輻射，使清洗液分子振動并產生無數微小氣泡。此即超聲波清洗中的“空化效應”。超聲波除油，是對油污包裹 住的固體粒子，由于超聲空化作用，兩種液體在界面迅速分散而乳化，當固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離。所以超聲波清洗可以做到乳化的效果。

超聲除油通常是和有機溶劑除油、化學除油、電化學除油、低溫除油等方法聯合使用的。除遵守相應除油方法的工藝參數外，獨立的工藝參數有兩個：一是超聲波發生器的功率，超聲發生器的功率越大，除油效果越好。有資料介紹，當超聲波場強達到0.3W/cm2以上時，在1s內，溶液間將發生數萬次強烈碰撞，碰撞壓力為5~ 200kPa，產生非常大的能量，形成極高的液體加速度，使油污迅速除去。二是超聲波的加入方式，可以將超聲換能器直接裝在清洗槽上，也可以把換能器放在清洗槽內。采用前者要求超聲功率大，后者功率相對較小，但要通過試驗將換能器放在清洗槽內較有效的部位。