超聲波對細胞的作用主要有熱效應，空化效應和機械效應。熱效應是當超聲在介質中傳播時，摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動，使部分能量轉化為局部高熱(42-43℃)，因為正常組織的臨界致死溫度為45.7℃，而腫瘤組織比正常組織敏感性高，故在此溫度下腫瘤細胞的代謝發生障礙，DNA、RNA、蛋白質合成受到影響，從而殺傷癌細胞而正常組織不受影響。
空化效應是在超聲照射下，生物體內形成空泡，隨著空泡震動和其猛烈的聚爆而產生出機械剪切壓力和動蕩，使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。
另外，空化泡破裂時產生瞬時高溫(約5000℃)、高壓(可達500×104Pa)，可使水蒸氣熱解離產生.OH自由基和.H原子，由.OH自由基和.H原子引起的氧化還原反應可導致多聚物降解、酶失活、脂質過氧化和細胞殺傷。
機械效應是超聲的原發效應，超聲波在傳播過程中介質質點交替地壓縮與伸張構成了壓力變化，引起細胞結構損傷。殺傷作用的強弱與超聲的頻率和強度密切相關。
超聲波細胞裂解儀的原理就是將電能通過換能器轉換為聲能，這種能量通過液體介質(如水)而變成一個個密集的小氣泡，這些小氣泡迅速炸裂，產生的象小大大的能量，從而起到破碎細胞等物質的作用(俗稱“空化效應”)。
超聲波細胞裂解儀是在液體中產生空化效應的多功能、多用途的儀器;它能用于各種動植物細胞、病毒細胞、細菌及組織的破碎，也可用于各類無機物質的破碎重組，同時可用來乳化、分離、勻化、提取、消泡清洗及加速化學反應等。超聲波細胞粉碎機有廣泛的用途，如:
