超聲輔助提取的基礎是將超聲波應用于液體介質中，超聲波通過聲空化（在液體介質中形成小氣泡）促進細胞內化合物通過質膜擴散，也可以破壞質膜，導致化合物釋放到介質中。這種萃取技術的影響因素包括：功率、頻率、強度、反應器形狀和體積、溶劑、溫度、溶解氣體的存在和外部壓力以及材料參數(shù)。

超聲輔助萃取是從固體樣品中提取有機污染物的常用技術，因為它易于應用于各種基質和可以使用的溶劑范圍廣，當超聲波能量通過介質傳輸時，各種物理和化學現(xiàn)象會導致超聲波效應。這些現(xiàn)象包括攪動、振動、壓力、沖擊波、剪切力、微射流、壓縮和稀疏、聲流、空化和自由基形成。聲空化是超聲提取效果的主要驅動力。超聲波能量會產(chǎn)生干擾，當定期重復時，會導致介質分子中的膨脹和壓縮循環(huán)，從而形成和坍塌氣泡。這種現(xiàn)象增強了溶劑對基質的滲透，因為空化氣泡的內爆會產(chǎn)生溫度和壓力變化，從而增加分析物向溶劑的質量傳遞，從而促進分析物的回收。

超聲空化效應通常被描述為液體介質中的氣泡在足夠壓力的超聲場作用下形成、生長和崩潰的過程。超聲引起的空化效應可分為穩(wěn)態(tài)空化和瞬態(tài)空化。當液體空心氣泡的體積在連續(xù)高頻超聲條件下逐漸膨脹但不超過臨界裂紋尺寸時，就會發(fā)生穩(wěn)態(tài)空化。在此過程中，空化氣泡體積變化產(chǎn)生的微流在空化氣泡周圍的介質中產(chǎn)生強渦流。同時，溶解氣體在介質中進出氣泡的擴散也會在氣泡周圍產(chǎn)生小電流。瞬態(tài)空化是指在連續(xù)低頻超聲的情況下，氣泡的體積迅速膨脹，達到臨界尺寸后，氣泡破裂并伴有大量的能量釋放。超聲瞬態(tài)空化會在氣泡周圍瞬間產(chǎn)生高剪切應力和溫度，并可能導致氫和羥基自由基的產(chǎn)生。氣泡在流體介質中的膨脹、收縮、爆炸和內爆可能產(chǎn)生極端條件，并在超聲作用中起主導作用。超聲誘導的聲波空化會在水溶液中產(chǎn)生大量的微氣泡，微氣泡的塌陷會產(chǎn)生多種活性中間體（OH、HO2·），引起機械和熱效應（例如，沖擊波、高溫、微射流和聲流）。

超聲波清洗器根據(jù)工作頻率的類型，超聲可分為單頻超聲波清洗器、雙頻超聲波清洗器和多頻超聲波清洗器。在單頻超聲設備的基礎上，通過安裝兩個或多個不同頻率的超聲換能器，由多個超聲發(fā)生器驅動不同頻率的超聲換能器，從而達到具有多個頻率的效果。超聲頻率的發(fā)射方式，超聲可分為定頻和掃頻兩種形式。與定頻超聲相比，掃頻超聲的頻率在一定的掃描周期內圍繞中心頻率波動。掃頻超聲可以更好地激發(fā)與樣品溶液固有頻率相匹配的共振頻率，達到更好的處理效果，從聲學角度來看，掃頻超聲可以產(chǎn)生聲場，更有利于改善空化效應。掃描頻率超聲在介質中的傳播會導致更強的振動和高加速度，這可能會增加分子運動的頻率和速度，并增加溶劑的穿透力。