超聲波石墨烯分散機對聚合物與石墨烯的混合溶液進行超聲輻照處理，通過高能超聲一方面折斷石墨烯片層誘導產生大量反應位點，另一方面超聲降解聚合物產生反應性大分子鏈，該反應性大分子鏈迅速接枝在大量的石墨烯反應位點，從而原位實現石墨烯的聚合物功能化。

超聲波石墨烯分散機作為一種物理手段和工具，能在液體中產生各種條件，這一現象被稱為聲化學作用，相關的超聲設備則被稱為超聲波聲化學設備（簡稱“聲化學設備”）。超聲波分散設備是聲化學設備的一種應用，可用于水處理、固液系分散、液體中顆粒的解團聚、促進固液反應等效果。