L'émulsification ultrasonore est causée par la cavitation. Les ondes ultrasonores traversant un liquide provoquent une compression et une expansion continues. Les ondes ultrasonores de haute intensité fournissent l'énergie nécessaire à la dispersion de la phase liquide. Lorsque la pression maximale est atteinte, une rupture du liquide se produit aux points où les forces de cohésion sont plus faibles. Après cette rupture, une surpression est observée au point de rupture, et certaines cavités sont constatées. Dans ces cavités, les gaz dissous dans le liquide explosent sous forme de bulles après un court laps de temps.