超聲波細胞粉碎機基于超聲波在液體中的空化作用，換能器將電能量通過變幅桿在工具頭頂部液體中產生高強度剪切力，形成高頻的交變水壓強，使空腔膨脹、爆炸將細胞擊碎。另一方面由于超聲波在液體中傳播時產生劇烈地擾動作用，使顆粒產生很大的加速度，從而互相碰撞或與器壁互相碰撞而擊碎。
超聲波細胞粉碎機廣泛應用在生物化學、醫學制藥、食品檢測、環保監測等領域的破碎動植物組織、病毒、細菌和其它細胞結構以及在乳化、分離、均質等化學反應過程中。
超聲波清洗器是利用超聲波發生器所發出的交頻訊號，通過換能器轉換成了交頻機械振蕩而傳播到介質——清洗液中，強力的超聲波在清洗液中以疏密相間的形式向被洗物件輻射。產生“空化”現象，即在清洗液中“氣泡”形式，產生破裂現象。當“空化”在達到被洗物體表面破裂的瞬間，產生遠超過1000個大氣壓力的沖擊力，致使物體的面、孔、隙中的污垢被分散、破裂及剝落，使物體達到凈化清潔。
超聲波清洗器主要適用于商業、輕工、大專院校、科研用小批量的清洗、脫氣、混勻、提取、細胞粉碎之用。
超聲波清洗器和超聲波細胞粉碎機其主要原理是相通的，主要區別是超聲波細胞粉碎機把所有的能量集中在探頭上，而超聲波清洗器的能量則是均勻的分布在清洗槽的底部。因此，超聲波清洗器更傾向于脫氣和清洗，而超聲波細胞粉碎機則傾向于細胞破碎、乳化及均質。