Les ultrasons sont devenus un pôle de recherche mondial grâce à leur utilisation dans les domaines du transfert de masse, du transfert de chaleur et des réactions chimiques. Le développement et la popularisation des équipements ultrasonores ont permis des avancées dans l'industrialisation en Europe et en Amérique. Le développement scientifique et technologique en Chine a donné naissance à une nouvelle discipline interdisciplinaire : la sonochimie. Son développement a été influencé par de nombreux travaux théoriques et pratiques.

L'onde ultrasonore désigne généralement une onde acoustique dont la fréquence varie de 20 kHz à 10 MHz. Son application en chimie repose principalement sur la cavitation ultrasonore. Avec une onde de choc puissante et un microjet d'une vitesse supérieure à 100 m/s, le cisaillement à gradient élevé de l'onde de choc et du microjet peut générer des radicaux hydroxyles en solution aqueuse. Les effets physiques et chimiques correspondants sont principalement mécaniques (choc acoustique, onde de choc, microjet, etc.), thermiques (haute température et haute pression locales, élévation de température globale), optiques (sonoluminescence) et d'activation (génération de radicaux hydroxyles en solution aqueuse). Ces quatre effets ne sont pas isolés, mais interagissent et se favorisent mutuellement pour accélérer le processus de réaction.

Actuellement, la recherche sur les applications des ultrasons a démontré leur capacité à activer les cellules biologiques et à stimuler le métabolisme. Les ultrasons de faible intensité n'endommagent pas la structure cellulaire, mais ils peuvent améliorer son activité métabolique, augmenter la perméabilité et la sélectivité de sa membrane et favoriser l'activité catalytique biologique de l'enzyme. Les ultrasons de forte intensité peuvent dénaturer l'enzyme, provoquer la floculation et la sédimentation du colloïde cellulaire après de fortes oscillations, et liquéfier ou émulsifier le gel, entraînant ainsi une perte d'activité biologique des bactéries. De plus, la température élevée instantanée, les variations de température et de pression instantanées provoquées par la cavitation ultrasonore peuvent tuer certaines bactéries présentes dans le liquide, inactiver les virus et même détruire la paroi cellulaire de certains petits organismes emblématiques. Les ultrasons de plus forte intensité peuvent détruire la paroi cellulaire et libérer les substances présentes dans la cellule. Ces effets biologiques s'appliquent également à l'effet des ultrasons sur la cible, en raison de la structure particulière des cellules algales. Il existe également un mécanisme spécial pour la suppression et l'élimination des algues par ultrasons, c'est-à-dire que le sac d'air dans la cellule algale est utilisé comme noyau de cavitation de la bulle de cavitation, et le sac d'air est brisé lorsque la bulle de cavitation est brisée, ce qui fait que la cellule algale perd la capacité de contrôler la flottaison.