超聲波焊接的原理四利用超聲波在反射面上行成駐波，且反射面處于波幅處，這樣反射面上的物質發生劇烈震動而發熱熔化從而達到焊接的目的。
在超聲波焊接過程中，接頭處能量的轉換主要是指由超聲波的機械能轉換成使塑料熔合的熱能，這種能量變化直接影響到結合面出的溫度的變化，影響到接頭的質量。由于超聲波焊接過程的復雜性，有關焊接過程的研究還不是很充分，關于其焊接機理也有多種解釋。目前，關于超聲波塑料焊接熔合機理有兩種主要觀點：
1.摩擦震動機制
當超聲波作用于兩焊件時，塑料質點會被超聲波激發而引起連續交替的受壓和解壓，以致焊件接觸表面因振動而產生摩擦，振動頻率就是超聲波的頻率。此時，摩擦機械轉化為熱能，使焊件表面的溫度升高直至熔化，終形成焊接接頭。
2.應力應變儲能及轉換機制
塑料這種粘彈性體，超聲波傳播過程中，引起塑料質點的應力應變不同相，從而引起能量損耗，轉換成使焊件表面熔化形成接頭。
基于塑料性能、結構以及分子組成的特殊性，目前大多數學者傾向于應力應變的儲能轉換機理。但也有不少人認為在塑料焊接的過程中兩種因素是同時存在的，因為在試驗的過程中，可以明顯的觀察到焊接壓力不足且沒有焊接夾具的時候，試件的兩個表面之間會出現相對的位移，而且試件的表面質量對焊接質量也存在一定的影響。
不論從何種角度介紹塑料焊接的機理，有一點是毋庸置疑的：所有的熱都是由輸入給換能器的高頻電能轉換而來，所以輸入電功率變化過程及熔焊試件單位體積所消耗的高頻電能（電能密度），對熔焊效果有很大的關系。其能量的傳遞形式可表征為：電能量-換能器聲輸出-塑料發熱量。
