超声辅助提取的基础是将超声波应用于液体介质中，超声波通过声空化（在液体介质中形成小气泡）促进细胞内化合物通过质膜扩散，也可以破坏质膜，导致化合物释放到介质中。这种萃取技术的影响因素包括：功率、频率、强度、反应器形状和体积、溶剂、温度、溶解气体的存在和外部压力以及材料参数。

超声辅助萃取是从固体样品中提取有机污染物的常用技术，因为它易于应用于各种基质和可以使用的溶剂范围广，当超声波能量通过介质传输时，各种物理和化学现象会导致超声波效应。这些现象包括搅动、振动、压力、冲击波、剪切力、微射流、压缩和稀疏、声流、空化和自由基形成。声空化是超声提取效果的主要驱动力。超声波能量会产生干扰，当定期重复时，会导致介质分子中的膨胀和压缩循环，从而形成和坍塌气泡。这种现象增强了溶剂对基质的渗透，因为空化气泡的内爆会产生温度和压力变化，从而增加分析物向溶剂的质量传递，从而促进分析物的回收。

超声空化效应通常被描述为液体介质中的气泡在足够压力的超声场作用下形成、生长和崩溃的过程。超声引起的空化效应可分为稳态空化和瞬态空化。当液体空心气泡的体积在连续高频超声条件下逐渐膨胀但不超过临界裂纹尺寸时，就会发生稳态空化。在此过程中，空化气泡体积变化产生的微流在空化气泡周围的介质中产生强涡流。同时，溶解气体在介质中进出气泡的扩散也会在气泡周围产生小电流。瞬态空化是指在连续低频超声的情况下，气泡的体积迅速膨胀，达到临界尺寸后，气泡破裂并伴有大量的能量释放。超声瞬态空化会在气泡周围瞬间产生高剪切应力和温度，并可能导致氢和羟基自由基的产生。气泡在流体介质中的膨胀、收缩、爆炸和内爆可能产生极端条件，并在超声作用中起主导作用。超声诱导的声波空化会在水溶液中产生大量的微气泡，微气泡的塌陷会产生多种活性中间体（OH、HO2·），引起机械和热效应（例如，冲击波、高温、微射流和声流）。

超声波清洗器根据工作频率的类型，超声可分为单频超声波清洗器、双频超声波清洗器和多频超声波清洗器。在单频超声设备的基础上，通过安装两个或多个不同频率的超声换能器，由多个超声发生器驱动不同频率的超声换能器，从而达到具有多个频率的效果。超声频率的发射方式，超声可分为定频和扫频两种形式。与定频超声相比，扫频超声的频率在一定的扫描周期内围绕中心频率波动。扫频超声可以更好地激发与样品溶液固有频率相匹配的共振频率，达到更好的处理效果，从声学角度来看，扫频超声可以产生声场，更有利于改善空化效应。扫描频率超声在介质中的传播会导致更强的振动和高加速度，这可能会增加分子运动的频率和速度，并增加溶剂的穿透力。