마이크로파는 1mm에서 1m까지의 파장을 지닌 전자기파로 파장이 라디오파보다 짧고 적외선보다 길다.
전자레인지에서 발생하는 마이크로파는 파장이 약 12cm이고 1초 동안 약 24억 5000만 회 진동한다. 이런 마이크로파를 만난 식품 속 물 분자의 양전하를 띤 산소 원자와 음전하를 띤 수소 원자가 전기장 방향에 나란히 움직인다.
그런데 마이크로파는 진동하면서 전기장의 크기와 방향이 변하므로 진동에 따라 각각 물 분자가 반대 방향의 힘을 받아 회전하게 된다. 이에 따라 이웃한 물 분자들과 서로 밀고 당기며 충돌하는 운동이 활발하게 일어난다. 이런 물 분자의 운동에너지가 열에너지로 변하게 되고, 결국 식품의 온도가 올라간다.
가정용 전자레인지는 주로 진동수가 2.45 기가헤르츠(GHz)인 마이크로파를 이용한다. 그런 마이크로파가 음식물에 들어있는 물 분자에 흡수되면 물 분자의 회전 운동이 빨라지게 되어 뜨겁게 달아오른다. 물론 시간이 지나면 뜨겁게 달아오른 물 분자들의 에너지가 확산되어서 전체가 뜨거워진다