Gli ultrasuoni sono onde meccaniche elastiche in un mezzo materiale. Sono una forma d'onda. Pertanto, possono essere utilizzati per rilevare informazioni fisiologiche e patologiche del corpo umano, ovvero per scopi diagnostici. Allo stesso tempo, sono anche una forma di energia. Quando una certa dose di ultrasuoni si propaga negli organismi, attraverso la loro interazione, può causare cambiamenti nella funzione e nella struttura degli organismi, ovvero l'effetto biologico degli ultrasuoni.

Gli effetti degli ultrasuoni sulle cellule includono principalmente l'effetto termico, l'effetto di cavitazione e l'effetto meccanico. L'effetto termico si verifica quando gli ultrasuoni si propagano nel mezzo, l'attrito ostacola la vibrazione molecolare causata dagli ultrasuoni e converte parte dell'energia in calore localizzato elevato (42-43 °C). Poiché la temperatura critica letale del tessuto normale è di 45,7 °C e la sensibilità del tessuto di Liu gonfio è superiore a quella del tessuto normale, il metabolismo delle cellule di Liu gonfio è compromesso a questa temperatura e la sintesi di DNA, RNA e proteine ​​ne risulta compromessa, uccidendo così le cellule tumorali senza danneggiare i tessuti normali.

L'effetto di cavitazione consiste nella formazione di vacuoli negli organismi sottoposti a irradiazione ultrasonica. La vibrazione dei vacuoli e la loro violenta esplosione generano pressione di taglio meccanica e turbolenza, con conseguente rigonfiamento, sanguinamento, disintegrazione dei tessuti e necrosi.

Inoltre, quando la bolla di cavitazione si rompe, produce istantaneamente alte temperature (circa 5000 °C) e alte pressioni (fino a 500 °C) × 104 Pa, che possono dissociare termicamente il vapore acqueo producendo radicali OH e atomi di H. La reazione redox causata dai radicali OH e dagli atomi di H può portare alla degradazione del polimero, all'inattivazione degli enzimi, alla perossidazione lipidica e alla morte cellulare.