Ультразвук – це пружна механічна хвиля в матеріальному середовищі. Він має форму хвилі. Тому його можна використовувати для виявлення фізіологічної та патологічної інформації людського організму, тобто для діагностичного ультразвуку. Водночас він також є формою енергії. Коли певна доза ультразвуку поширюється в організмах, через їхню взаємодію це може спричинити зміни у функціях та структурі організмів, тобто ультразвуковий біологічний ефект.

Вплив ультразвуку на клітини включає головним чином тепловий ефект, ефект кавітації та механічний ефект. Тепловий ефект полягає в тому, що під час поширення ультразвуку в середовищі тертя перешкоджає молекулярним коливанням, викликаним ультразвуком, і перетворює частину енергії на локальне високе тепло (42-43 ℃). Оскільки критична летальна температура нормальної тканини становить 45,7 ℃, а чутливість набряклої тканини люі вища, ніж у нормальної тканини, метаболізм набряклих клітин люі при цій температурі порушується, а також порушується синтез ДНК, РНК та білка, що призводить до знищення ракових клітин, не впливаючи на нормальні тканини.

Ефект кавітації полягає в утворенні вакуолей в організмах під впливом ультразвукового опромінення. Вібрація вакуолей та їх сильний вибух створюють механічний зсувний тиск та турбулентність, що призводить до набряку, кровотечі, розпаду тканин та некрозу.

Крім того, коли кавітаційна бульбашка розривається, вона миттєво створює високу температуру (близько 5000 ℃) та високий тиск (до 500 ℃) × 104 Па), що може термічно дисоціювати водяну пару з утворенням радикала OH та атома H. Окисно-відновна реакція, спричинена радикалом OH та атомом H, може призвести до деградації полімерів, інактивації ферментів, перекисного окислення ліпідів та загибелі клітин.