超聲波細胞破碎儀工作原理基于超聲波在液體中的空化作用，換能器將電能量通過變幅桿在工具頭頂部液體中產生高強度剪切力，形成高頻的交變水壓強，使空腔膨脹、爆炸將細胞擊碎。另一方面由于超聲波在液體中傳播時產生劇烈地擾動作用，使顆粒產生很大的加速度，從而互相碰撞或與器壁互相碰撞而擊碎。 上述作用亦足以使兩種（或兩鐘以上）不相溶液體混合均勻。由于該裝置能達到一般的機械攪拌或搗碎所達不到的效果，故在破碎動植物組織、病毒、細菌和其它細胞結構以及在乳化、分離、均質等化學反應過程中，被廣泛應用在生物化學、醫學制藥、食品檢測、環保監測等領域。