Ultradźwiękami (inaczej naddźwiękami) nazywamy mechaniczne zjawiska falowe występujące w ośrodkach stałych, cieczach i gazach o częstości większej niż górna granica słyszalności ucha ludzkiego, a więc większej niż 20 kHz. Widmo ultradźwięków obejmuje zakres częstotliwości aż do 109 GHz, chociaż dla tych najwyższych częstotliwości mówimy też o hiperdźwiękach. Obszar, w którym rozchodzą się fale dźwiękowe nazywamy polem ultradźwiękowym. Pole to możemy opisać za pomocą wychyleń bądź prędkości cząsteczek lub atomów, ciśnienia względnie naprężenia.
Warunki rozchodzenia się fal ultradźwiękowych są zależne od własności ośrodka, w którym one występują. Stąd też wynika możliwość badania własności ośrodka za pomocą fal ultradźwiękowych, szczególnie ciał stałych, w których nie rozchodzą się fale elektromagnetyczne w postaci światła. W gazach i cieczach możemy mówić o fali ciśnienia, natomiast w ciałach stałych o falach naprężenia. W cieczy i gazie rozchodzą się fale podłużne, natomiast w ciałach stałych mogą powstać zarówno fale podłużne jak i poprzeczne. Ze względu na małą długość fali ultradźwięki są szybko tłumione w powietrzu, natomiast bardzo dobrze rozchodzą się w cieczach i ciałach stałych. Fale akustyczne o wysokich częstotliwościach nie ulegają tak silnemu ugięciu jak fale słyszalne, zachowuję się więc analogicznie do fal świetlnych – rozchodzą się w przybliżeniu prostoliniowe, można więc wysyłać ukierunkowane wiązki tych fal. Ultradźwięki wytwarzane są przez szybko wirujące silniki elektryczne, turbiny, śmigła samolotu, gazy spalinowe z silników odrzutowych itp.
Wiązki ultradźwięków można stosować do pomiaru głębokości zbiorników (obserwujemy falę odbitą od dna i mierzymy stosując technikę impulsową czas powrotu takiego echa), wykrywania łodzi podwodnych i ławic ryb (sonar), defektoskopy ultradźwiękowe.
Defektoskopy mogą działać w oparciu o różne zasady. W najprostszym przypadku badany przedmiot prześwietlany jest wiązką ultradźwięków, gdy wiązka trafia na niejednorodność zmienia się natężenie wiązki dochodzącej do odbiornika (powstawanie cienia – stąd nazwa: metoda cienia). Można zastosować również falę odbitą od niejednorodności (metoda echa).
Ultradźwięki można stosować również do odgazowywania cieczy, gaz gromadzi się w tzw. pęcherzykach kawitacyjnych i uchodzi na zewnątrz. Ze zjawiskiem kawitacji mamy do czynienia wówczas, gdy w cieczy biegnie fala ultradźwiękowa o natężeniu co najmniej kilku watów na centymetr kwadratowy. Wskutek tego, ze w czasie jednego okresu drgania suma ciśnienia hydrostatycznego i ciśnienia akustycznego przybiera chwilowo wartości ujemne, w cieczy w wyniku wystąpienia naprężeń tworzy się pęcherzyk. Wielkość pęcherzyków maleje w miarę wzrostu częstotliwości, co tłumaczy się wpływem napięcia powierzchniowego cieczy.
Zjawisko kawitacji możemy wykorzystać do tworzenia emulsji z nie mieszających się cieczy lub wytwarzania mgły nad powierzchnią cieczy (inhalatory).
Ultradźwięki mają również działanie biologiczne: niszczą tkanki, zabijają bakterie. Pochłanianie wiązek ultradźwięków przez ciecze powoduje bowiem powstawanie ciepła i lokalny wzrost temperatury.
Ultradźwięki są wytwarzane i rejestrowane przez niektóre zwierzęta. Najbardziej znane to nietoperze i delfiny. Wykorzystują one te fale do echolokacji: wysyłają serię impulsów ultradźwiękowych w kierunku przeszkody i rejestrują fale odbite. Na tej podstawie mogą ocenić odległość do przeszkody, jej kształt i wielkość. Detektor ultradźwięków pełni u tych zwierząt rolę dodatkowego zmysłu, dzięki któremu mogą one nawet „zobaczyć”, w którą stronę i jak szybko się porusza się ich zdobycz.
