本发明提供了一种制备微米级气泡分散体系的超声波振荡方法及装置。该装置包括体系反应生成容器、喷射头、超声波发生器、中间容器和驱替泵，其中，喷射头置于体系反应生成容器内，超声波发生器置于体系反应生成容器外，喷射头与超声波发生器连接，中间容器一端连接体系反应生成容器，另一端连接驱替泵。利用该装置制备微米级气泡分散体系的方法包括：将液体注入体系反应生成容器内；将气体注入喷射头内，注入时，控制换能片上方气体的压强比换能片上方液体的压强高0‑0.05MPa；开启超声波发生器，体系反应生成容器内形成微米级气泡分散体系。该微米级气泡分散体系能够应用于污水处理、矿物浮选及高温高压油藏注水开采等领域。