当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。

超声波焊接的工作原理要求两个进行结合的零件，在上面的一个振动，在下面的一个静止，接触面上的摩擦热使表面之塑料熔化从而结合。因此减少初始的磨擦接触面，使超声波能量集中对提高焊接效率及质量十分重要，故要求焊接的其中一零件（通常是上面的零件）在焊合的接口上须做一条凸出的棱线,称为”导能棱”. 如果两个焊接件相对而言位置要求较严格时,还需要考虑增加设计定位装置. 导能棱及定位装置应在设计注塑模具时同时考虑.

焊接机的种类很多，有单点单功能、单点双功能、单点多功能（此种焊机也只有一个焊头，变换定位板的形式后可作90°角至180°角之间任意角度的焊接）。还有两点、三点、四点乃至六点焊机及四角焊机等。不同种类的焊接机所具有的焊接功能和工作效率也不同。

焊接机按材料主要分为：塑料焊接机和金属焊接机两种。应用到的技术主要有：超声波、高周波、等离子、电热式、旋转式等。

其中塑料焊接机用于焊接聚乙烯、聚丙乙烯、聚丙烯、尼龙等热塑性工程塑料板材或制品。作业时，塑料焊条被熔融喷出，并使被焊接工件与之融合而粘结。在塑料设备的焊接和维修、塑料地板敷设、塑料管道连接、塑料瓶封口等作业中应用相当广泛。