超聲波作用于熱塑性塑料的接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振帽的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由于焊區即兩焊件的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫，又由于塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。
超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝 固定型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。
超聲波焊接在焊接塑料制品時，既不要填加任何粘接劑、填料或溶劑，也不消耗大量熱源，具有操作簡便，焊接速度快、焊接強度高、生產效率高等優點。
因此，超聲焊接技術越來越廣泛地獲得應用。但并非所有的塑料都能進行超聲焊接，適合于超聲焊接的材料多數是熱塑性塑料，它是一種受熱可軟化、流動，遇冷則凝固，反復多次亦不改變其化學結構的高分子聚合物。