Ultrazvuk je elastická mechanická vlna v hmotném médiu. Jedná se o vlnovou formu. Proto ji lze použít k detekci fyziologických a patologických informací lidského těla, tj. k diagnostickému ultrazvuku. Zároveň je to také forma energie. Když se určitá dávka ultrazvuku šíří v organismech, může to jejich interakcí způsobit změny ve funkci a struktuře organismů, tj. ultrazvukový biologický účinek.

Účinky ultrazvuku na buňky zahrnují především tepelný efekt, kavitační efekt a mechanický efekt. Tepelný efekt spočívá v tom, že když se ultrazvuk šíří v prostředí, tření brání molekulárním vibracím způsobeným ultrazvukem a přeměňuje část energie na lokální vysoké teplo (42-43 °C). Protože kritická smrtelná teplota normální tkáně je 45,7 °C a citlivost oteklé tkáně Liu je vyšší než citlivost normální tkáně, je při této teplotě narušen metabolismus oteklých buněk Liu a je ovlivněna syntéza DNA, RNA a proteinů, čímž dochází k ničení rakovinných buněk bez ovlivnění normálních tkání.

Kavitační efekt je tvorba vakuol v organismech vlivem ultrazvukového záření. Vibracemi vakuol a jejich prudkou explozí vzniká mechanický smykový tlak a turbulence, což má za následek otoky, krvácení, rozpad tkání a nekrózu.

Kromě toho, když kavitační bublina praskne, okamžitě vznikne vysoká teplota (asi 5000 °C) a vysoký tlak (až 500 °C) × 104 Pa, které mohou tepelně disociovat vodní páru za vzniku radikálu OH a atomu H. Redoxní reakce způsobená radikálem OH a atomem H může vést k degradaci polymeru, inaktivaci enzymů, peroxidaci lipidů a usmrcování buněk.