超声波均质化技术主要用于实验室样品的制备与生产，其中包括各种物质的均质化、乳化、悬浮，以及化学反应的加速，细胞破碎和细胞内含物的提取。使用超声均质设备可以选择性地破坏某些物质，精简繁琐的液体制备过程，并提高许多反应的产率。

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与机械加工设备（例如行星式球磨机，转子或间隙均质机）的相比，超声均质设备能够以更高的效率工作，尤其是使需要大量重复循环的实验结果成为可能。超声均质器的使用已变得至关重要，在这种情况下，即使是最小的样品量也能够进行快速，经济高效且可重复地处理。

破坏细胞和微生物

在现代实验室中，超声均质机用于破坏细胞壁以提取细胞内容物，而不损坏这些细胞内容物。细胞分解或裂解的目的是破坏细胞壁的一部分或整个细胞以释放生物分子。所谓的裂解物可以包括例如质粒，受体测定，蛋白质，DNA，RNA等。裂解的步骤是分离，细胞器分离和蛋白质提取和纯化。提取的物质（裂解物）必须进行分离，并需要进行进一步的研究或应用，例如用于蛋白质组学研究。超声波均质机是成功进行细胞裂解的常用工具。

细胞膜的破坏在很大程度上取决于细胞的弹性。通过改变输入的超声能量和提取功率，可以部分破坏细胞成分，例如线粒体或细胞质。对于特别耐药的细菌（例如链球菌），真菌，孢子，酵母菌或组织样品，通过工具头可以以非常高的超声振幅直接破坏，因为工具头可以在最小的样品量中实现非常大的能量输入。

在生物化学和医学中的应用

破坏组织培养亚细胞成分和病毒被破坏而没有任何破坏。亲子鉴定泌尿科精子成分的生化膜分析基因研究从人类材料中提取DNA。脂质体制备天花疫苗的治疗制备均匀分布的感染溶液

超声波分散

利用超声波能量，将固体颗粒甚至液体可以分散到另一个载体中。诸如二氧化钛或热解法二氧化硅之类的纳米级粉末由于其较大的比表面积和增加的反应潜力而越来越多地用于测试涂料和清漆的生产或用于抛光小车身表面。

此外，这些物质具有团聚的负面趋势，其结果是流动性和润湿性变差。借助于超声均化器破坏形成的附聚物，并且使分散体稳定以防止再附聚。

超声波乳化

当用超声乳化时，将两种不混溶的液体（例如油和水）加工成准均质的乳液。与使用例如转子的常规方法相比，借助超声均质技术可以生产出具有非常小的液滴尺寸和非常高的稳定性的精细分散的乳液。得到的乳液既不会形成团块，也不会发生液滴的沉降。对于常规方法，例如转子或搅拌器，缓慢搅拌通常会导致液体分离。而过快的搅拌会导致乳液中夹杂空气、粉尘等杂物。超声波均质机通常能够在药房中用于高质量，小规模的药膏生产。

 超声波均质化

 超声波均质的乳液在日常生活中会遇到许多不同的形式，例如在化妆品或乳液中。超声均质化的技术应用范围包括从油漆和清漆的生产到废水和土壤样品均质化（用于分析目的）到用于粒度分析的样品制备。

尤其要在环境实验室中连续检查工业废水中是否存在重金属，脂肪或油，以便在浓度超标时立即采取措施。为了获得代表性的分析结果，有必要将废水样品转化为均质状态。这些都需要通过在短时间内以较高的可靠性进行超声波均质化来实现的。

在农业中，超声波匀浆器用于样品制备。例如超声波均质机能在非常短的时间内对玫瑰花的细胞进行密集且精细的均质化。最终可获得的粒度小于1μm，由于不形成团块，因此简化了随后的过滤以洗出离子的步骤。