當超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由于焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，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，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成為一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，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。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅器，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互用有個適宜值，能量超過適宜值時，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能達大。這個壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的壓力之積。超聲波是指高于人類聽覺所能接受聲波的頻率范圍的聲波，人類聽覺通常在于20赫至20千赫之間。因此一般來說，凡是頻率高于20千赫以上的聲波我們稱為超聲波，而在工業上為了適應特殊的需要，頻率也有低于10千赫（如超聲波烘干機）或15千赫的（如超聲波塑料焊接機），習慣上也稱為超音波。

利用超聲波熔接技術于塑料工業上在現今世界已日趨普遍，由于應用此技術可取代舊日生產上需要之熔劑，粘合劑及其它機械固定法，從而提高生產效率及質量，降低成本，減少對環境造成的污染。塑膠焊接機在焊接塑料制品時，即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。

將超聲波通過焊頭傳導至塑料加工零件上，使兩塑料接合面因受超聲波作用而產生劇烈磨擦，磨擦熱使塑料接合面熔化而完成膠合。該技術具有速度快，焊縫牢固等優點，更重要的是可使塑料產品生產加工自動化。超聲波塑料焊接機可進行塑料熔接，埋植，成形，鉚接，點焊，切除，縫合等操作。只要焊頭加以改變即可一機做多種應用。