传统催化与超声催化有很大区别，特别是超声波在液体媒质中传播，当声强达到强度时，液体中某些区域形成局部的暂时负压，使液体中的微细泡生长增大，随后又突然破裂，使气泡附近的液体产生强烈的激波，从而形成局部的高温高压，产生一系列次级效应。在液体中进行的超声处理技术几乎都与空化作用有关。超声空化作用可以加速化学反应，也可以控制反应过程，提高产率，降低副反应。有时在一般情况下难以发生的反应在超声波辐照下也可以顺利进行。在强超声波辐照下可以引发某些聚合反应，超声波处理也可以降解大分子，尤其是处理高分子聚合物的降解效果更佳。
超声波对催化反应的作用主要是：
(1)改善催化剂分散性；
(2)促使溶剂深入到固体内部，产生所谓的夹杂反应；
(3)超声波空蚀金属表面，冲击波导致金属晶格的变形和内部应变区的形成，提高金属的化学反应活性。