超声波是一种机械波，它必须依靠介质进行传播，无法存在于真空（如太空）中，所以我们无法在真空中使用超声波，但我们仍然可以使用和电磁波有关的设备（包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线等），对电磁波技术进行利用。
在空气中，超声波是指波长小于2厘米的机械波（一说1.7厘米，2cm波长对应17000Hz，1.7cm波长对应20000Hz，实际上没有固定标准，只是一个便于记忆的数值罢了），其波长甚短，低于人耳听觉的一般下限（2cm），人们将这种听不见的机械波叫做超声波，次声波的波长则一般长于20米（一说17米，20m波长对应17Hz，17m波长对应20Hz），高于听觉的波长上限。在实际应用中的超声波往往还与短波可听声波范围重合，波长短于3.4cm(10000hz)的机械波都可以视作超声波研究。
其波长比一般声波短得多，因而可以用来切削、焊接、钻孔等。由于其波长短，因而具有许多特点：首先是波长短造成的传播的各向异性，再者由于它波长短，衍射能力差，虽具有良好的各向异性，不过在空气中损耗大，传不远，穿透力比较差，容易散射。工业与医学上常用超声波进行超声探测。超声和次声以及可听声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械波，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波波长短，在一定距离内可沿直线传播而衍射少，具有良好的各向异性，但相比可听声和次声波其穿透力较差，容易散射。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与次声波和可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与其他波比较，超声波具有许多特性：传播特性──超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的穿透力差，衍射本领很差，易散射。它在均匀介质中能够直线传播但难以衍射，超声波的波长越短，该特性就越显著，此外，根据瑞利散射定律，散射波的强度与波长的四次方成反比，超声波的波长极短，因此散射就非常严重，穿透力不佳。空化作用──当超声波在介质的传播过程中，存在一个正负的交变周期，在正相位时，超声波对介质分子挤压，改变介质原来的密度，使其增大；在负压相位时，使介质分子稀疏，进一步离散，介质的密度减小，当用足够大强度的超声波作用于液体介质时，介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离，液体介质就会发生断裂，形成微泡。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，且加速溶质的溶解。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
超声波的几个主要参数：
波长：在20℃的空气中，λ≤2cm（在实际应用中因为效果相似，通常把λ≤3.4cm，即f≥10KHz的机械波也称为超声波）
波速：在20℃的空气中，v=343m/s，在液体中速度更快，在固体中速度快
功率密度：定义式为 p=发射功率（W）/发射面积（cm²），通常p≥0.3W/cm²。在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗，其原理可用“空化”现象来解释：超声波在液体中的机械波导致的压强达到一个大气压时，其功率密度为0.35W/cm²，这时超声波的峰值就可达到真空或负压，但实际上无负压存在，因此在液体中产生一个很大的压力，将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超声波反向达到时破裂，由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。太小的声强无法产生空化效应。
超声在介质中前进时所产生的效应。（超声在介质中传播是由反射而产生的机械效应）它可引起机体若干反应。组织细胞内物质，由于超声的细微按摩，使细胞浆流动、细胞旋转、摩擦、从而产生细胞按摩的作用，也称为“内按摩”，这是超声波所独有的特性，可以改变细胞膜的通透性，刺激细胞半透膜的弥散过程，促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态，改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。使细胞内部结构发生变化，导致细胞的功能变化，使坚硬的结缔组织延伸，松软。
超声波的机械作用可软化组织，增强渗透，提高代谢，促进血液循环，刺激神经系统和细胞功能，因此具有超声波独特的意义。