微波爐主要利用微波加熱食物，而微波加熱本質可認為是介質分子從微波場中取得位能，再轉變成為熱能的過程。微波其實是波長1cm到1m的電磁波，其相應頻率為300000赫茲到300赫茲，屬超高頻。微波在傳輸過程中遇到不同物質時，由于這些物質的介電常數、介質損耗系數、比熱、形狀和含水量的不同，就會產生反射、吸收或穿透現象。

在穿透過程中，微波能量別消耗轉化為熱能，場強隨穿透深度指數性衰減。除碩大或特厚的物質外，用微波加熱，都能穿透食物內部，達到均勻加熱的目的。相比常規的加熱，無論是熱源還是煤氣，都不能達到這種效果。

而微波加熱是利用微波場加熱。食物置于微波場中，微波電場深入介質內部。在微波場的作用下，物體表面與體內的極性分子均發生每秒24.5億次的取向振蕩。在克服分子之間作用及分子熱運動的阻力時，物體表面和體內毫無區別地同時發熱。實際上，由于物體表面散熱，物體內部的溫度會比表面還要高。由此可見，微波介質加熱，與熱傳導無關，被加熱物體的表面和體內一起發熱，主要是利用物體本身分子運動發熱。