Les effets des ultrasons ne sont pas encore complètement élucidés mais il est clair, cependant, qu’ils ont des effets sur les tissus organiques. On remarque que l’énergie mécanique est convertie en énergie thermique.

Effet mécanique

Les vibrations provoquent dans les tissus des compressions alternées à des expansions selon une périodicité correspondant à leur fréquence, ce qui cause des variations de pression. Cet effet mécanique provoque de véritable micromassages qui peuvent aboutir à une dilacération des fibres du tissu conjonctif. Cet effet est appelé, effet fibrolytique ou sclérolytique, mis à profit dans le traitement des adhérences et des cicatrices.

Effet thermique

La mesure de la température de la peau et du tissu sous-jacent montre qu'elle augmente au niveau du territoire soumis aux vibrations ultrasonores. Elle s'accompagne évidemment d'une vasodilatation. Simultanément à cette augmentation de la température, se produit une modification de la perméabilité des membranes. L'effet thermique, résulte des frictions moléculaires provoquées par les vibrations. La modification de perméabilité des membranes, s'explique par ces mobilisations moléculaires. Les réactions thermiques se produisent essentiellement aux sites de réflexion (c’est à dire aux niveaux des plans de séparation). Du fait des différences de coefficients d’absorption, des réflexions et des interférences, la production de chaleur dans le champ d’action des ultrasons n’est pas homogène. On compense cette absence d’homogénéité par un déplacement continu du projecteur. Il y a production de chaleur en particulier dans le tissu osseux, les cartilages, les tendons, le tissu musculaire et la peau.

Effet antalgique

La conductibilité nerveuse peut subir un ralentissement voire une interruption momentanée. Ceci s’expliquerait par une dépolarisation des fibres nerveuses afférentes due à l’effet thermique. Par contre l’effet des ultrasons sur le système nerveux central est assez néfaste. Il apparaît que le système nerveux central est très sensible aux ultrasons, on peut observer des lésions allant de la tuméfaction du cylindraxe à la destruction complète. Dans certains cas, il y a un accroissement de la sécrétion de sérotonine, dont la signification reste obscure.

Effet destructeur
L'application des ultrasons, non plus sur un tissu humain, mais in vitro, fait apparaître, à condition d'augmenter considérablement la puissance par cm², un effet destructeur important, avec libération de bulles gazeuses dans les tissus : c'est le phénomène de cavitation.