超聲波萃取(Ultrasoundextraction,UE),亦稱為超聲波輔助萃取、超聲波提取。是利用超聲波輻射壓強產生的強烈空化效應、擾動效應、高加速度、擊碎和攪拌作用等多級效應,增大物質分子運動頻率和速度,增加溶劑穿透力,從而加速目標成分進入溶劑,促進提取的進行。
超聲波是一種彈性機械振動波，本質上與電磁波不同。因為電磁波能在真空中傳播，而超聲波必須在介質中才能傳播，其穿過介質時，形成包括膨脹和壓縮的全過程。
在液體中，膨脹過程形成負壓。如果超聲波能量足夠強，膨脹過程就會在液體中生成氣泡或將液體撕裂成很小的空穴。這些空穴瞬間即閉合，閉合時產生高達3000MPa 的瞬間壓力，稱為空化作用，整個過程在400μs 內完成。
這種空化作用可細化各種物質以及制造乳液，加速目標成分進入溶劑，極大地提高提取率。除空化作用外，超聲波的許多次級效應也都利于目標成分的轉移和提取。
成穴現象的重要意義在于氣泡破裂時所發生的一切。在某些點位，氣泡不再有效吸收超聲波能量，于是產生內爆。氣泡或空穴里的氣體和蒸汽快速絕熱壓縮產生極高的溫度和壓力 。由于氣泡體積相對液體總體積來說極微，因此產生的熱量瞬間散失，對環境條件不會產生明顯影響，空穴泡破裂后的冷卻速度估計約為1010℃/s 。
在純液體中，空穴破裂時，由于它周圍條件相同，因此總保持球形；然而緊靠固體邊界處，空穴的破裂是非均勻的，從而產生高速液體噴流，使膨脹氣泡的勢能轉化成液體噴流的動能，在氣泡中運動并穿透氣泡壁 。
噴射流在固體表面的沖擊力非常強，能對沖擊區造成極大的破壞，從而產生高活性的新鮮表面 。破裂氣泡形變在表面上產生的沖擊力比氣泡諧振產生的沖擊力要大數倍 。
利用超聲波的上述效應，從不同類型的樣品中提取各種目標成份是非常有效的。施加超聲波，在有機溶劑(或水)和固體基質接觸面上產生的高溫(增大溶解度和擴散系數)高壓(提高滲透率和傳輸率)，加之超聲波分解產生的游離基的氧化能等，從而提供了高的萃取能。
超聲波本身在化學領域已經有了廣泛的應用,將其應用于各種分離也顯示了許多優越性。超聲波作用于液—液，液—固兩相,多相體系,表面體系以及膜界面體系,會產生一系列的物理化學作用并在微環境內產生各種附加效應如湍動效應、微擾效應、界面效應和聚能效應等,從而引起傳播媒質特有的變化。
這些作用能提供更多活性中心,也可促進兩相傳質維持濃度梯度以及促進反應。這些特點是某些常規手段不易獲得的,超聲波萃取正是利用了這些特點。