Ääni on väliaineen, kuten ilman tai veden, värähtely. Äänen aallonpituus vaihtelee lämpötilan, väliaineen ja alkuperäisen energian mukaan. Ultraäänellä tarkoitetaan ihmisen kuuloalueen yläpuolella olevia aallonpituuksia, noin 20,000 kilohertsiä. Monet ultraäänisovellukset käyttävät äänen mekaanisia värähtelyjä solu- tai hiukkasrakenteen häiritsemiseksi. Muut sovellukset käyttävät ääniaaltojen heijastusta esineiden havaitsemiseen tai havaitsemiseen.
Ultraäänisovellukset johtuvat äänen ominaisuuksista. Ääni ei ole kevyttä; se koostuu kaasun tai nesteen mekaanisesta värähtelystä, kun taas valolla on sähkömagneettinen luonne. Aallot etenevät kolmesta ulottuvuudesta pistelähteestä, hajoavat energiassa ja pienenevät amplitudissa kulkiessaan. Vähemmän tiheät väliaineet, kuten kaasut, kuljettavat ääniaaltoja kauemmas kuin nesteet. Kiinteät aineet johtavat ääntä aallon vaikutuksesta toiselle pinnalle ja fyysisesti siirtäen kaasua tai nestettä kiintoaineen toiselle pinnalle.
Ääniaaltojen fyysinen vaikutus parantaa kiinteiden ja nestemäisten seosten sakeutta laboratorio- ja kaupallisissa ultraäänisovelluksissa. Homogenisaatio tapahtuu vähentämällä kiintoaineiden hiukkaskokoa, hajauttamalla kiintoaineita tai hajottamalla hiukkasten agglomeraatteja. Ääniaaltojen erittäin korkeataajuinen energia aiheuttaa nesteen kavitaatiota. Kavitaatio tapahtuu vuorotellen korkean ja matalan paineen alueilla, mikä aiheuttaa mikrokuplien muodostumista ja romahtamista voimakkaasti.
Biologiset laboratoriot käyttävät ultraäänen mekaanista voimaa hajottamaan solut ja erottamaan organellit, jotka ovat pieniä solunsisäisiä komponentteja. Hyödyllisiä biologisia yhdisteitä voidaan uuttaa solunesteestä. Samoin solujen ultraäänihäiriöitä voidaan käyttää sterilointitekniikkana. Laboratoriotarvikkeiden puhdistaminen itsepäisistä orgaanisista aineista tai mineraalikerrostumista tapahtuu usein liottamalla kappaleet ultraäänihauteisiin.
Sonokemia edistää kemiallisia reaktioita käyttämällä ultraäänisovellusten väkivaltaista kavitaatiosekoitusta. Reaktionopeudet lisääntyvät reagoivien aineiden lisääntyneen sekoittumisen tai sekafaasikatalyyttien lisääntyneen aktiivisuuden vuoksi. Tämän tekniikan kaupallisiin sovelluksiin kuuluu kasviöljyjen muuttaminen biodieselpolttoaineiksi.
Muut ultraäänisovellukset hyödyntävät äänen aallon luonnetta. Ääni heijastuu kiinteiltä pinnoilta ja se voidaan vastaanottaa antennilla. Monet ultraäänisovellukset tarjoavat lääketieteellisiä diagnostisia tietoja sikiöiden, kasvainten ja vammojen arvioimiseksi. Nämä ei -invasiiviset tutkimukset ovat yksinkertaisia, kivuttomia ja edullisia.
Kaikuluotain käyttää ääntä etäisyyslaitteena, laitteena, joka lähettää ja vastaanottaa aaltoenergiaa esineiden paikantamiseen. Aallonpituudet voivat vaihdella infraäänestä ultraääniin. Sotilaalliset yksiköt käyttävät vaihtosovelluksia kohteiden hankkimiseen, navigointiin ja turvallisuuteen. Kalastajat käyttävät usein kaikuluotaimia kalakoulujen paikantamiseen. Drooneja ja robotteja voidaan ohjata ultraäänikomennoilla.