微波器件的工作原理主要基於電磁波的發射和接收，以及電磁波與物質相互作用產生的物理效應。微波器件可以分為不同的類型，包括微波電真空器件、微波半導體器件、微波積體電路和微波功率模組。
微波電真空器件，如磁控管、多腔速調管、微波三、四極管、行波管等，利用電子在真空中運動及與外圍電路相互作用產生振盪、放大、混頻等功能。這些器件能夠將電能轉化為微波能，並通過波導傳輸到爐腔內，使食物中的水分子產生振動和摩擦，從而產生熱量，實現加熱。
微波半導體器件，如微波電晶體和微波二極體，具有體積小、重量輕、可*性好、耗電省等優點，但它們在高頻、大功率情況下不能完全取代電真空器件。
微波積體電路是將具有微波功能的電路用半導體工藝製作在砷化鎵或其他半導體材料晶片上，形成功能塊，在固態相控陣雷達、電子對抗設備、飛彈電子設備、微波通信系統和超高速計算機中有著廣闊的套用前景。
微波感測器則利用微波特性來檢測物體的存在、運動速度、距離、角度等信息，通過接收天線接收通過被測物體或由被測物反射回來的微波，並將它轉換成電信號，再由測量電路處理，實現微波檢測。