Ultraschall ist eine elastische mechanische Welle in einem materiellen Medium. Er hat eine Wellenform. Daher kann er zur Erkennung physiologischer und pathologischer Informationen im menschlichen Körper eingesetzt werden (diagnostischer Ultraschall). Gleichzeitig handelt es sich um eine Energieform. Wenn sich eine bestimmte Ultraschalldosis in Organismen ausbreitet, kann dies durch die Wechselwirkung zu Funktions- und Strukturveränderungen des Organismus führen (biologischer Ultraschalleffekt).

Die Auswirkungen von Ultraschall auf Zellen umfassen hauptsächlich thermische Effekte, Kavitationseffekte und mechanische Effekte. Der thermische Effekt besteht darin, dass bei der Ausbreitung von Ultraschall im Medium die Reibung die durch Ultraschall verursachten Molekülschwingungen behindert und einen Teil der Energie in lokale Hitze (42–43 °C) umwandelt. Da die kritische Letalitätstemperatur von normalem Gewebe bei 45,7 °C liegt und die Empfindlichkeit von geschwollenem Liu-Gewebe höher ist als die von normalem Gewebe, wird der Stoffwechsel geschwollener Liu-Zellen bei dieser Temperatur beeinträchtigt und die Synthese von DNA, RNA und Proteinen beeinträchtigt. Dadurch werden Krebszellen abgetötet, ohne normales Gewebe zu beeinträchtigen.

Der Kavitationseffekt ist die Bildung von Vakuolen in Organismen unter Ultraschallbestrahlung. Durch die Vibration der Vakuolen und ihre heftige Explosion entstehen mechanischer Scherdruck und Turbulenzen, die zu Schwellungen, Blutungen, Gewebezerfall und Nekrose führen.

Darüber hinaus entstehen beim Platzen der Kavitationsblase augenblicklich hohe Temperaturen (ca. 5000 °C) und ein hoher Druck (bis zu 500 °C × 104 Pa), wodurch Wasserdampf thermisch dissoziiert und OH-Radikale und Wasserstoffatome freigesetzt werden. Die durch OH-Radikale und Wasserstoffatome verursachte Redoxreaktion kann zu Polymerabbau, Enzyminaktivierung, Lipidperoxidation und Zelltod führen.