微波烹调的基础是微波对介质加热．根据物理理论可知，介质分子可分为有极分子和无极分子两大类．有极分子的正、负电荷的中心不重合，其间有一段距离，可等效为一个电偶极子（如水）．在外电场的作用下，使原来杂乱无章的有极分子沿着外电场的方向转向，产生转向极化（无极分子的正、负电荷中心重合，在外电场的作用下使分子中的正负电荷中心沿电场方向只产生位移极化）．如果外电场是交变的，那末有极分子的转向也要随电场的变化而不断改变方向．在这个过程中，由于分子间的相互碰撞，将使电能转化为分子的动能，然后再转化为热能，使物体的温度升高．由此可见，对于有极分子组成的物体（如被烹调的食物），交变电场就容易对它进行加热． 
表征介质在外电场作用下极化程度的物理量叫介电常数．（在交变电场作用下，介质的介电常数是复数，虚数部分反映了介质的损耗）．实际上，介电常数并不是一个不变的数，在不同的条件下，其介电常数也不相同．例如水在微波条件下的介电常数和损耗比一般物质大很多，因此较容易吸收微波能量而被加热． 
微波是一种频率极高的电磁波，照射在理想导电金属表面上将被全反射．照射在介质表面则有一小部分被反射，而大部分能穿透到介质内部，并在内部逐渐被介质吸收而转变为热能，其穿透深度主要决定于介质的介电常数和电磁波的频率．在微波频率下对一般物体其穿透深度可达几厘米． 
微波对生物体还有一种生物效应，在一定条件下对细胞、细菌具有抑制和杀伤作用． 
二、微波加热与普通加热的区别 
由此可见，微波加热与通常的加热方式不一样．通常的加热方式是要有一个高温热源，通过辐射和传导，先使物体的表面加热，然后再由传导和对流在物体内部逐渐向其纵深加热，这样加热速度很慢；而微波炉加热是用磁控管（在炉内顶部）产生微波，然后将微波照射到六面都用金属组成的空箱（又叫谐振腔）中，食物放在箱中，微波在箱壁上被来回反射，同时从各个方向穿到被烹调的食物中去，对食物进行加热，箱壁不吸收微波，只有箱中的容器和食物被加热，因此效***、速度快．由于加热速度快，因此对食物营养的破坏很少（即保鲜度好）．