超声化学氧化主要是利用频率在15kHz~1MHz的声波，在微小的区域内瞬间高温高压下产生的氧化剂(如HO•)去除难降解有机物。另外一种是超声波吹脱，主要用于废水中高浓度的难降解有机物的处理。

以一定频率和压强的超声波照射溶液时，在声波负压作用下溶液中产生了空化泡，在随后的声波正压相的作用下空化泡迅速崩溃，整个过程发生在纳秒至微秒的时间内，气泡快速崩溃伴随着气泡内蒸气相的绝热压缩，产生瞬时的高温高压，形成所谓的“热点”，同时产生有强烈冲击力的高速微射流。进入空化泡中的水蒸气在高温高压下发生分裂及链式反应，产生HO•、HOO•、H•等自由基以及H2O2、H2等物质。声化学反应的途径主要包括高温高压热解反应和自由基氧化反应两种。