Ultrazvuk je elastični mehanički val u materijalnom mediju. To je oblik vala. Stoga se može koristiti za detekciju fizioloških i patoloških informacija ljudskog tijela, odnosno dijagnostički ultrazvuk. Istovremeno, to je i oblik energije. Kada se određena doza ultrazvuka širi u organizmima, kroz njihovu interakciju, može uzrokovati promjene u funkciji i strukturi organizama, odnosno ultrazvučni biološki učinak.

Efekti ultrazvuka na ćelije uglavnom uključuju termalni efekat, efekat kavitacije i mehanički efekat. Termički efekat se sastoji u tome što kada se ultrazvuk širi u mediju, trenje ometa molekularne vibracije uzrokovane ultrazvukom i pretvara dio energije u lokalnu visoku toplotu (42-43 ℃). Budući da je kritična letalna temperatura normalnog tkiva 45,7 ℃, a osjetljivost otečenog Liu tkiva je veća od osjetljivosti normalnog tkiva, metabolizam otečenih Liu ćelija je na ovoj temperaturi oštećen, a sinteza DNK, RNK i proteina je pogođena, čime se ubijaju ćelije raka bez uticaja na normalna tkiva.

Efekat kavitacije je stvaranje vakuola u organizmima pod ultrazvučnim zračenjem. Vibracijom vakuola i njihovom snažnom eksplozijom nastaju mehanički pritisak smicanja i turbulencija, što rezultira oticanjem, krvarenjem, raspadom tkiva i nekrozom.

Osim toga, kada kavitacijski mjehurić pukne, on trenutno proizvodi visoku temperaturu (oko 5000 ℃) i visoki pritisak (do 500 ℃) × 104 Pa), koji mogu termički disocirati vodenu paru stvarajući OH radikal i H atom. Redoks reakcija uzrokovana OH radikalom i H atomom može dovesti do degradacije polimera, inaktivacije enzima, lipidne peroksidacije i ubijanja ćelija.