微波炉主要利用微波加热食物，而微波加热本质可认为是介质分子从微波场中取得位能，再转变成为热能的过程。微波其实是波长1cm到1m的电磁波，其相应频率为300000赫兹到300赫兹，属超高频。微波在传输过程中遇到不同物质时，由于这些物质的介电常数、介质损耗系数、比热、形状和含水量的不同，就会产生反射、吸收或穿透现象。
在穿透过程中，微波能量别消耗转化为热能，场强随穿透深度指数性衰减。除硕大或特厚的物质外，用微波加热，都能穿透食物内部，达到均匀加热的目的。相比常规的加热，无论是热源还是煤气，都不能达到这种效果。
而微波加热是利用微波场加热。食物置于微波场中，微波电场深入介质内部。在微波场的作用下，物体表面与体内的极性分子均发生每秒24.5亿次的取向振荡。在克服分子之间作用及分子热运动的阻力时，物体表面和体内毫无区别地同时发热。实际上，由于物体表面散热，物体内部的温度会比表面还要高。由此可见，微波介质加热，与热传导无关，被加热物体的表面和体内一起发热，主要是利用物体本身分子运动发热。
