Los efectos térmicos son el resultado de la absorción de la energía acústica en el tejido, debido a la generación de fricción en el tejido viscoso. El ultrasonido es una forma de onda vibratoria que puede transmitirse de forma inofensiva a través de los tejidos vivos, lo que hace posible utilizar una fuente extracorpórea de ultrasonido con fines terapéuticos. El efecto térmico de la conversión de energía mecánica en calor en el tejido objetivo, depende de la temperatura alcanzada durante la ablación por ultrasonido (UA). Si el aumento de la temperatura está por encima del umbral de 56ºC y el tiempo de exposición es de un segundo, se inducirá la muerte celular irreversible a través de la necrosis por coagulación. De hecho, la temperatura en un volumen focal puede aumentar rápidamente por encima de los 80ºC durante la ablación por ultrasonido (UA).
La cavitación es un proceso mecánico que se produce a altas intensidades acústicas cuando el agua tisular se vaporiza rápidamente formando microburbujas que se expanden y contraen rápidamente bajo la presión acústica , colapsándose después y liberando ondas de choque y chorros de líquido a alta velocidad y a presiones altísimas, por encima de 30 kbar, y temperaturas por encima de 20.000 ºK.
Como resultado de estos 2 mecanismos se produce una elevación de la temperatura del punto seleccionado de más de 55 ºC, que si se mantiene más de 1s conseguirá una necrosis coagulativa y la inmediata muerte celular.
Los ultrasonidos son emitidos por varios transductores. Los haces confluyen en un punto, de manera que al entrar en fase producen la liberación de energía, produciendo necrosis en una área de 2 a 3 mm. Histológicamente se produce exactamente la misma lesión que con radiofrecuencia, es decir, Necrosis Coagulativa.
La extensión de la lesión térmica se puede modular cambiando la intensidad, la frecuencia o el tiempo de exposición a los ultrasonidos. El efecto térmico es predecible y reproducible.
La necrosis coagulativa es una tipo de muerte celular en la que se conserva la arquitectura de los tejidos muertos durante un tiempo indefinido. Los tejidos afectados muestran una textura firme. El efecto de Ultrasonido Focalizado de Alta Intensidad rompe la estructura de las proteínas, de las enzimas, y bloquea su metabolismo. En último término, los restos celulares se eliminan de manera paulatina mediante fagocitosis.
El daño a la vascularidad del tumor, causado por la Ablación por Ultrasonido (UA), puede explicar el tercer mecanismo de la necrosis del tejido objetivo. Puede detener directamente el suministro de sangre al tumor a través de la destrucción de los vasos que nutren el tumor, lo que provoca la privación de nutrición y oxígeno para las células tumorales, lo que indirectamente produce necrosis por coagulación.