Thiết bị này gồm các đầu dò gắn với một chất nền áp điện (một loại chất rắn có khả năng sản xuất dòng điện). Các đầu dò sẽ chuyển đổi các rung động thu được từ đối tượng thành làn sóng âm thanh đặc biệt. Sau đó làn sóng âm sẽ tạo ra các áp lực vào trong môi trường lỏng chứa đối tượng. Ngoài ra chíp siêu âm còn có thiết bị điện tử để điều chỉnh sóng âm một cách chính xác có thể giữ hoặc di chuyển mẫu vật.

Với cơ chế hoạt động như vậy, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chíp siêu âm để quan sát vòng đời từ lúc phôi thai và kiểm soát các mẫu vật nhỏ như giun đũa C.elegans, một loài sinh vật đa bào được ứng dụng rất nhiều trong nghiên cứu y học. Bằng cách quan sát dựa trên thu âm, nên thiết bị này là công nghệ đầu tiên có thể quan sát C.elegans mà không cần chạm vào nó.

Mặc dù có một số khía cạnh, chíp siêu âm không thể sánh với chíp quang học (chíp hoạt động dựa trên tia laser và các hạt nano để nắm bắt các đối tượng nhỏ). Nhưng chíp siêu âm đơn giản, rẻ và ít cồng kềnh hơn. Hơn nữa, do có mật độ năng lượng thấp hơn chíp quang học 10 nghìn lần cho nên chíp siêu âm cũng sẽ ít gây ra thiệt hại đối với các đối tượng sinh học.

Hiện các nhà nghiên cứu đang lên kế hoạch ứng dụng chíp siêu âm vào hàng loạt thử nghiệm y sinh học trong thời gian tới, như: phân loại tế bào máu, tế bào ung thư, nghiên cứu tế bào hoặc quan sát toàn bộ hành vi cũng như môi trường tương tác của các đối tượng như đã làm với giun C.elegans. Từ đó tiến tới phát triển một công cụ nhỏ gọn và rẻ cho các bác sĩ chuyên nghiên cứu về máu, phân loại và chẩn đoán tế bào ung thư.