超声波油水乳化是指在超声动能作用下，使油和水不相溶液体混合均匀形成分散物系，其中油均匀分布在水之中而形成乳状液的工艺过程。要制备水包油型乳液，其极限超声波油水乳化的声强比制备油包水型乳液的极限声强要低得多。超声波油水乳化的声场的类型影响乳化过程，即施加一定的行波。
超声波在油水中主要是利用它的空化作用，空化作用在油砂清洗过程中将产生4种附加效应：湍流效应、微扰效应、聚能效应和界面效应。这4种效应,一方面可以减少油砂油厚度，加速整个油砂清洗系统的液固传质过程；另一方面，由于超声波可以使得清洗液进行强烈湍动，产生很多旋涡，增加搅拌作用，这样油砂表面的油在声压和液体微射流等作用下被撞击，发生内塌而迅速被剥离下来，并乳化，使油和砂彻底分离。
超声波油水乳化优点：可以控制乳状液的类型，生产乳液所需的功率小，所形成的乳液更加稳定。在原油预处理过程中，利用超声波对原油的凝聚效应及降粘作用，可使原油中水滴聚集变大，能够加速油、水两相分离，有效提高原油破乳效果。工业应用结果表明：该技术能够有效抑制原油乳化，平稳电脱盐操作，从而了电脱盐的效果，即使在非常恶劣条件下，超声波破乳均表现出了突出的破乳效果。
