אולטרסאונד הפך למוקד מחקר עולמי בזכות ייצורו בתחומי העברת מסה, העברת חום וריאקציה כימית. עם פיתוחו ופופולריותו של ציוד כוח אולטרסאונד, חלה התקדמות מסוימת בתיעוש באירופה ובאמריקה. התפתחות המדע והטכנולוגיה בסין הפכה לתחום בין-תחומי חדש - סונוכימיה. התפתחותה הושפעה מעבודה רבה שנעשתה בתיאוריה וביישום.

גל אולטרסאונד מתייחס בדרך כלל לגל אקוסטי עם טווח תדרים של 20k-10mhz. כוח היישום שלו בתחום הכימי נובע בעיקר מקביטציה אולטרסאונד. עם גל הלם חזק ומיקרו-סילון במהירות גבוהה מ-100 מטר/שנייה, גזירה גבוהה של גל ההלם והמיקרו-סילון יכולה ליצור רדיקלים הידרוקסיליים בתמיסה מימית. ההשפעות הפיזיקליות והכימיות המתאימות הן בעיקר השפעות מכניות (הלם אקוסטי, גל הלם, מיקרו-סילון וכו'), השפעות תרמיות (טמפרטורה גבוהה מקומית ולחץ גבוה, עליית טמפרטורה כוללת), השפעות אופטיות (סונולומינסנציה) ואפקטים של הפעלה (רדיקלים הידרוקסיליים נוצרים בתמיסה מימית). ארבע ההשפעות אינן מבודדות, אלא הן מקיימות אינטראקציה ומקדמות זו את זו כדי להאיץ את תהליך התגובה.

כיום, מחקרים על יישומי אולטרסאונד הוכיחו כי אולטרסאונד יכול להפעיל תאים ביולוגיים ולקדם חילוף חומרים. אולטרסאונד בעוצמה נמוכה לא יפגע במבנה התא כולו, אך הוא יכול לשפר את הפעילות המטבולית של התא, להגביר את החדירות והסלקטיביות של קרום התא, ולקדם את הפעילות הקטליטית הביולוגית של האנזים. גל אולטרסאונד בעוצמה גבוהה יכול לפגוע באנזים, לגרום לקולואיד בתא לעבור פלוקולציה ושקיעה לאחר תנודה חזקה, ולנזול או לתחליב את הג'ל, ובכך לגרום לחיידקים לאבד פעילות ביולוגית. בנוסף, שינויי טמפרטורה גבוהים מיידיים, לחץ גבוה מיידיים ושינויי לחץ הנגרמים על ידי קוויטציה אולטרסאונד יהרגו חלק מהחיידקים בנוזל, ישביתו את הווירוס ואף יהרסו את דופן התא של אורגניזמים קטנים. אולטרסאונד בעוצמה גבוהה יותר יכול להרוס את דופן התא ולשחרר את החומרים בתא. השפעות ביולוגיות אלו חלות גם על השפעת האולטרסאונד על המטרה, בשל הייחודיות של מבנה תאי האצות. ישנו גם מנגנון מיוחד לדיכוי והסרה של אצות באולטרסאונד, כלומר, שקית האוויר בתא האצות משמשת כגרעין הקביטציה של בועת הקביטציה, וכרית האוויר נשברת כאשר בועת הקביטציה נשברת, וכתוצאה מכך תא האצות מאבד את היכולת לשלוט בציפה.