O aquecimento por micro-ondas é compreendido como a geração de calor em materiais de baixa condutividade elétrica na presença de um campo elétrico de alta frequência.
Para ser possível aplicar esse método em uma substância, ela deve possuir uma estrutura molecular assimétrica, como no caso de uma molécula de água. As moléculas dessas substâncias formam dipolos elétricos, que procuram se alinhar de acordo com a orientação do campo elétrico.
É essa orientação através da polarização que é responsável pela geração de energia. A influência de um campo alternado permite que as moléculas de dipolo sofram oscilações em resposta às mudanças na polaridade do campo de alta frequência.
O atrito intermolecular produz energia que é primeiro absorvida e depois transformada em energia térmica. Substâncias com estrutura molecular simétrica, como o benzeno, não podem ser aquecidas em um campo de alta frequência, pois não possuem as características de dipolo necessárias. Além das moléculas dipolo, os íons que se movem livremente também podem ser influenciados por um campo elétrico alternado, sendo a colisão desses íons ilimitados em fluxo, responsáveis pelo aquecimento resistivo neste mecanismo.
Os elementos essenciais para a geração de calor em um volume são a intensidade do campo elétrico e do campo de micro-ondas, além da frequência e as propriedades dielétricas do material representadas por sua dissipação de energia de micro-ondas.
Em atividades de pesquisa e desenvolvimento, tentativas têm sido feitas para prever a distribuição da intensidade do campo com o auxílio de procedimentos numéricos. No entanto, esse empreendimento se mostra bastante difícil, pois fenômenos de refração e difração ocorrem quando as ondas eletromagnéticas penetram no material. Dependendo de sua forma geométrica, as concentrações de energia podem ocorrer nos cantos e nas bordas, bem como em determinados volumes de áreas internas. Por causa da complexidade dentro de suas inter-relações entre esses parâmetros, cálculos da distribuição da intensidade do campo são possíveis apenas para arranjos simples e ideais. Portanto, o projeto de uma câmara de calor para uma planta de aquecimento por micro-ondas ainda depende fortemente de experiência e testes.