Zvučni val, ultrazvuk, pri prolasku kroz otopinu djeluje kao mehanička sila koja potiče proces kavitacije. Posljedično, ultrazvuk se koristi u kemijskoj sintezi, pročišćavanju otopina od plinova, degradiranju polimera itd. Izmjenom intenziteta i frekvencije ultrazvuka koji djeluje na otopinu nastaju kavitacijski mjehurići. Glavni procesi koji su uzrok mogućnosti primjene ultrazvuka u kemijskoj sintezi događaju se unutar mjehurića pri visokom tlaku i temperaturi. Također se prilikom pucanja kavitacijskih mjehurića oslobađa jaki udarni val (engl. „shock wave“) koji postupno može degradirati i metal. Prilikom istraživanja mogućnosti primjene ultrazvuka u kemiji od velike je važnosti odabir vrste uređaja pomoću kojeg se ultrazvukom djeluje na otopinu. Ultrazvučne kupelji su namijenjene za robustnije metode, dok se ultrazvučne sonde primijenjuju u sustavima u kojima je potrebno točnije definirati parametre ultrazvuka. Ultrazvukom je kemijsku reakciju moguće inicirati, ubrzati, ali i promijeniti reakcijski put. Te su primjene najzastupljenije u organskoj kemiji, gdje ultrazvuk često djeluje na anorganski katalizator, ako je prisutan, ili nastaju reaktivni radikalski produkti koji daljnjim reagiranjem daju produkt brže i uz veće iskorištenje u odnosu na klasičnu sintezu. Djelovanje ultrazvukom može potaknuti kristalizaciju, kao i nastanak većih čestica. Ta su dva svojstva najviše naglašena u okviru anorganske kemije pri sintezi materijala i nanočestica. Uvođenje alternativne metode u širu primjenu nije uvijek jednostavna, zbog nepoznavanja čimbenika koji utječu na mehanizam reakcijâ. Međutim, ultrazvukom potpomognuta sinteza daje dobre rezultate i posjeduje vrlo obećavajući potencijal uz rastuću kvalitetu mjerenih podataka i uređaja.