超声波焊接机的工作原理是将由超声波发生器产生的20 kHz（或15 kHz）高压、高频信号，经换能系统将其转换为高频机械振动施加到工件上，通过工件表面及内在分子间的摩擦使接口的温度升高，当温度达到工件自身的熔点时，接口处迅速熔化，继而填充于接口间的空隙，当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便形成完美的焊接。
简单来说超声波焊接机就是利用超声波来进行焊接的机器，典型的超声波焊接设备结构组成，由电路系统，机械装置以及声学系统组成。
电路系统包括信号发生器和机械装置控制系统。信号发生器将输入的交流电信号转化成超声频率的电信号。机械装置的控制系统用来控制焊接过程中各部件的运动状态。
机械装置包括支架、基座、调平等焊接辅助设备、能够带动声学系统运动机械装置等。
声学系统是超声波焊机的核心部分，它主要包括换能器、变幅杆以及工具头三部分。其中换能器是将电路系统中输入的电信号通过压电、磁致振动等原理转化成超声频率的机械振动信号。一般换能器直接输出的超声振动幅值较小，当振动信号通过一个专门设计的变幅杆之后，振动信号会被放大。工具头的作用是将超声波振动传导到焊接工件中，要求焊接过程中工具头要与焊件接触良好。
