从金属学的角度来看，材料在加工过程中变硬变脆，主要的原因是晶格畸变，在超声波加工过程中，由于超声波振动能力的作用，变形的原子被迫振动，这种振动给偏离平衡位置的原子带来了变位的机会，可以延缓晶格畸变的速度。这有利于防止加工硬化和提高材料的塑性。

另外，由于超声波能量的作用，金属原子有可能为更多的自由电子做出贡献，即使加强了电子云的密度。当此情况发生，则正离子和自由电子间的静电作用增加，使金属键的作用加强，使原子结合力增加，从而减小了外力作用下断裂的机会。