超聲波細胞粉碎機是一種利用強超聲在液體中產生空化效應，對物質進行超聲處理的多功能、多用途的儀器，能用于動植物組織、細胞、細菌、芽胞菌種的破碎，同時可用來乳化、分離、分散、勻化、提取、脫氣、清洗及加速化學反應等等。該機廣泛應用于生物化學、微生物學、藥物化學、表面化學、物理學、動物學、農學、醫學、制藥等領域教學、科研、生產。 超聲波細胞粉碎機利用超聲波在液體中的分散效應，使液體產生空化的作用，從而使液體中的固體顆粒或細胞組織破碎。目前多數廠家的超聲波細胞粉碎機都可以作用于固體物料，但固體物料必須懸浮于液體中，超聲波細胞粉碎機才能實現有效破碎。因為固體中分子不能流通不能產生范圍性的效果，空氣中衰減太嚴重。 不過也有例外，近年來一些廠家也研制出了可以在空氣中進行工作的超聲波細胞粉碎機，如南京先歐生產的非接觸式超聲波細胞裂解系統可以避免與固體物料直接接觸，不易產生感染性飛霧，實驗效率高。
    超聲波是物質介質中的一種彈性機械波，它是一種波動形式，又是一種能量形式，當達到一定劑量的超聲在生物體內傳播時，通過它們之間的相互作用能引起生物體的功能和結構發生變化，即超聲生物效應。超聲對細胞的作用主要有熱效應、空化效應和機械效應。熱效應是當超聲在介質中傳播時，摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動，使部分能量轉化為局部高熱（42-43℃），因為正常組織的臨界致死溫度為45.7℃，而腫瘤組織比正常組織敏感性高，故在此溫度下腫瘤細胞的代謝發生障礙，DNA、RNA、蛋白質合成受到影響，從而殺傷癌細胞而正常組織不受影響。空化效應是在超聲照射下，生物體內形成空泡，隨著空泡震動和其猛烈的聚爆而產生出機械剪切壓力和動蕩，使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。另外，空化泡破裂時產生瞬時高溫（約5000℃）、高壓（可達500×104Pa），可使水蒸氣熱解離產生.OH自由基和.H原子，由.OH自由基和.H原子引起的氧化還原反應可導致多聚物降解、酶失活、脂質過氧化和細胞殺傷。機械效應是超聲的原發效應，超聲波在傳播過程中介質質點交替地壓縮與伸張構成了壓力變化，引起細胞結構損傷。殺傷作用的強弱與超聲的頻率和強度密切相關。