超声波的“超”字是因为其频段下界超过人的听觉而来，但如果按波长角度来分析，实际上超声波的波长更短。科学家们将一个波相邻两个波峰或波谷间的距离称为波长，我们人类耳朵能听到的机械波波长为2cm~20m（2厘米~20米）。因此，我们把波长短于2cm的机械波称为“超声波”。但在实际应用中，一般波长在3.4cm以下(10000hz以上)的机械波，就可以视作超声波研究。通常用于医学诊断的超声波波长为10μm~350μm。
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。
超声效应：当超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，使介质发生变化，从而产生一系列力学的、电磁学的超声效应，包括以下两种效应：
①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时，悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化。
②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体，甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡而不断长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高压，同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷，并在气泡内因放电而产光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。