超聲波細胞破壁設備俗稱細胞粉碎機或細胞破碎機。超聲波細胞破碎機是利用了超聲波的空化作用。超聲波空化是將植物材料或組織破碎成更小的碎片的有效手段，也是纖維原纖化或植物提取物提取的有效手段。對新鮮或干燥的細胞材料的細胞壁進行超聲處理可能非常有選擇性，并且溶劑的選擇是分解的相關因素。

超聲波細胞破壁設備幾乎與任何溶劑兼容。在高壓循環期間，快速交替的液體壓力推動液體通過細胞膜，并在低壓（真空）循環期間從細胞中提取液體。這種情況每秒發生超過 20,000 次。反復的超聲空化應力削弱細胞結構，最終將細胞破裂成更小的碎片，從而快速有效地分解細胞。它的有效性使超聲處理成為一種分解強化技術。

超聲波破碎機在聲空化的基礎上工作。通過超聲波工具頭，高強度超聲波被傳輸到液體、漿液、細胞懸液等介質中。超聲波穿過液體，在那里產生交替的高壓和低壓循環。在低壓循環期間，會出現微小的真空氣泡，即所謂的空化氣泡。這些空化氣泡在幾個壓力周期內增長，直到它們達到無法吸收更多能量的大小。此時，空化氣泡劇烈內爆并產生局部條件，例如非常高的溫度、壓力和壓力差（由于高加熱/冷卻速率和壓力波動），微湍流和速度高達 180m/s 的液體流。

這些條件對介質中的顆粒表現出顯著的機械效應，因為高速液體流會加速介質中的顆粒，從而使顆粒發生碰撞。通過粒子間碰撞，固體物質（例如，粒子、纖維、細胞）侵蝕、破碎并破碎成微米和納米尺寸的碎片。

細胞破碎是一種從細胞內釋放和分離生物分子的技術或過程。超聲波是一種有效的方法，可以穿孔和破壞細胞壁和細胞膜，從而將細胞內物質和目標生物分子釋放到溶劑中。作為一種非加熱、溫和但高效的技術，超聲波破碎機在實驗室和工業中用于裂解細胞并生產高質量的提取物。