L'emulsificazione ultrasonica è causata dalla cavitazione. Le onde ultrasoniche che attraversano un liquido lo comprimono e lo espandono continuamente. Le onde ultrasoniche ad alta intensità forniscono l'energia necessaria per la dispersione della fase liquida. Quando viene raggiunta la pressione massima, si verifica la rottura del liquido nei punti con forze di coesione più deboli. Dopo questa rottura, si osserva una sovrappressione nel punto di rottura e si riscontrano alcune cavità. In queste cavità, i gas disciolti nel liquido esplodono trasformandosi in bolle dopo un breve periodo di tempo.