超声对生物不同层次的作用有复杂的效应和机理。超声对溶液中生物大分子尤其是DNA作用明显，主要是降解，导致DNA断裂，其机理可能是空化作用。强超声可导致细胞膜破裂、膜表面电荷减少或膜通透性变化等。生物组织对超声有相对高的吸收和低的热传导，易引起温度上升，因而可导致血管扩张或收缩、使血压变化。高强度超声聚焦照射可破坏肿瘤细胞或抑制其生长，而适当强度刺激可促进组织生长。超声在生物介质中的能量转换及其弛豫与频率关系密切，并伴有热效应。超声的辐射压和声压作用导致骚动、摩擦效应从而影响生物结构与功能。超声作用引发生化效应可认为是二级作用。超声的机械振动引发超声的生物效应是超声诊断和治疗的基础。