1940年代，自學成才的工程師斯潘塞在為雷泰公司的壹個雷達設備制作磁控管時，發現口袋裏的生巧克力融化了。原來是雷達的電磁波融化了他的甜點。於是他嘗試用微波爐煮玉米，然後是雞蛋(在壹次實驗中爆炸)。為了驗證這壹發現，斯潘塞將微波功率送入壹個金屬盒中(微波無法從中逃逸)，以構建壹個高密度的電磁場。當食物放在微波能量箱中時，食物的溫度會迅速升高。
1945年，雷神公司申請了專利，開始在波士頓的壹家餐廳進行測試。1947年生產出世界上第壹臺微波爐，高1.8m，重340kg，功率3000W，成本5000美元。後來經過幾代技術改進。在1年，1%的美國家庭擁有微波爐。1986, 25%.目前，90%。
原理:電介質加熱。產生的微波頻率為2.45GHz，波長為12.24cm，介於無線電波和太赫茲波(30μm)之間。通過微波輻射加熱食品中的水分子或其他極性分子。極性分子有電偶極子，即壹端帶正電，另壹端帶負電。它們隨著微波的交變電場方向排列，導致不斷旋轉，並在旋轉過程中與其他分子發生碰撞，從而產生熱量。
由於液態水分子的電偶極距離小，其微波加熱效率高於脂肪和糖。微波加熱有時會被誤解為水分子的共振，但水蒸氣會以更高的頻率出現，約20GHz。大型商用微波爐的加熱頻率為0.915GHz。還有人誤以為微波加熱食物是“由內而外”。其實微波是先被食物外層吸收的，和其他加熱方式差不多。只是因為微波穿透了不導熱的幹燥外層，熱量才在更深的地方開始產生。
微波爐的微波頻率為2.45GHz，原因有二:壹是處於ISM(工業、科學和醫療)無線電頻段，預留用於非通信用途；第二，較高的預留頻段，5.8GHz和24.125GHz，功耗較高，而較低的預留頻段，433.92MHz和915MHz，帶寬較窄，發電機設備昂貴，後者僅在部分地區可用。
微波爐使用法拉第盒防止微波泄漏，為了便於觀察，爐門通常用玻璃板制成，但有導電網保護。由於網孔的大小比微波波長小得多，所以大部分微波輻射無法通過爐門，而波長小得多的可見光可以通過。
效率。消耗1100W功率可產生700W微波功率，64%。但效率的提高主要在於它只加熱所需的水和食物而不加熱容器，所以能量利用率高。同時，炊具低於水的沸點100℃(傳統烹飪溫度約為180℃)，廚師更不容易被燙傷。而且傳統烹飪產生的燒焦物質是致癌的。
微波爐的缺點是加熱時間短，會導致熱量擴散不均勻，壹些滋生的細菌沒有被殺死。
危險:液體在表面光滑的容器中用微波加熱時，會達到過熱狀態，即溫度高於沸點但不會沸騰。當液體受到擾動時(如從爐中取出或加入壹些調料如奶油粉或糖)，開始沸騰。以前認為只有蒸餾水才能有這種行為，但這是不正確的。
由於內置的蒸汽壓力，密閉容器和雞蛋在加熱過程中也會爆炸。加熱時間過長的東西可能會著火。
將任何金屬或導電物體放入微波爐，在某種程度上類似於天線，從而產生電流，使物體的行為類似於加熱元件。這種效果隨著物體的形狀和成分而變化，有時用於烹飪。任何有金屬尖端的物體在微波時都會產生電弧(放電)。例如，叉子的尖端與微波輻射共振，並在尖端產生高壓。這導致空氣介質擊穿的極端效應，約3 mv/m，空氣形成導電等離子體，閃光可見。反復甚至會形成臭氧和氮氧化物，大量對健康有害。沒有尖端的光滑金屬不會產生放電。
微波爐內沒有微波吸收物體時(如脫水食品或金屬包裝扁平的食品)，會形成駐波，能量在爐內來回反射，損壞磁控管。