الموجات فوق الصوتية هي موجة ميكانيكية مرنة في وسط مادي. وهي ذات شكل موجيّ. لذلك، يُمكن استخدامها للكشف عن المعلومات الفسيولوجية والمرضية لجسم الإنسان، أي في التشخيص بالموجات فوق الصوتية. وهي في الوقت نفسه شكل من أشكال الطاقة. عندما تنتشر جرعة معينة من الموجات فوق الصوتية في الكائنات الحية، يُمكن أن تُسبب، من خلال تفاعلها، تغييرات في وظائف وبنية الكائنات الحية، أي ما يُعرف بالتأثير البيولوجي بالموجات فوق الصوتية.

تشمل تأثيرات الموجات فوق الصوتية على الخلايا بشكل رئيسي التأثير الحراري، وتأثير التجويف، والتأثير الميكانيكي. يتمثل التأثير الحراري في أنه عند انتشار الموجات فوق الصوتية في الوسط، يُعيق الاحتكاك الاهتزاز الجزيئي الناتج عنها، ويُحوّل جزءًا من الطاقة إلى حرارة موضعية عالية (42-43 درجة مئوية). ولأن درجة الحرارة الحرجة المميتة للأنسجة الطبيعية هي 45.7 درجة مئوية، وحساسية أنسجة ليو المتورمة أعلى من حساسية الأنسجة الطبيعية، يتعطل استقلاب خلايا ليو المتورمة عند هذه الدرجة، ويتأثر تخليق الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتين، مما يؤدي إلى قتل الخلايا السرطانية دون التأثير على الأنسجة الطبيعية.

تأثير التجويف هو تكوّن فجوات في الكائنات الحية تحت تأثير الأشعة فوق الصوتية. مع اهتزاز الفجوات وانفجارها العنيف، يتولد ضغط قصّ ميكانيكي واضطراب، مما يؤدي إلى تورم ونزيف وتفكك الأنسجة ونخرها.

بالإضافة إلى ذلك، عند انفجار فقاعة التجويف، تُنتج فورًا درجة حرارة عالية (حوالي 5000 درجة مئوية) وضغطًا عاليًا (يصل إلى 500 درجة مئوية) × 104 باسكال، مما يُمكّن من تفكك بخار الماء حراريًا لإنتاج جذر الهيدروكسيل وذرة الهيدروجين. قد يؤدي تفاعل الأكسدة والاختزال الناتج عن جذر الهيدروكسيل وذرة الهيدروجين إلى تحلل البوليمر، وتعطيل الإنزيم، وأكسدة الدهون، وموت الخلايا.