在超聲作用下，使液體中的固體顆粒或生物組織等破碎，這種過程叫超聲波粉碎。超聲波細胞粉碎機主要是利用超聲波在介質中傳播的超聲空化效應及機械作用復合而實現的。主要表現為超聲在液體介質中傳播時，由于產生了蔬密區，而負壓力可在介質中產生很多空腔，這些空腔隨振動的高頻壓力變化而膨脹、爆炸，真空腔爆炸時產生瞬時壓力可達幾千個乃至上萬個大氣壓，（例如產生高達5000K的高溫，大于200Mpa的壓力，以及高達1010K/p的降溫速度）， 如此大的沖擊力，在真空腔局部爆炸時能把周圍物質顆粒振碎。另一方面，由于超聲波在液體中傳播時產生劇烈的振動作用，使物質產生高速運動，相互碰撞或與器壁相互碰撞而擊碎。從而實現超聲波粉碎，超聲波分散，超聲波破壁的原理。