Mikrowellenherde dienen der gezielten Umwandlung von elektromagnetischer Energie in Wärme. Dabei nutzt man den Effekt, dass vor allem Wassermoleküle durch Mikrowellen zu Resonanzschwingungen, also zu intensiven Bewegungen, angeregt werden. Neben der Erwärmung von Speisen werden Mikrowellen auch zur Härtung von Kunststoffen oder zur Sprengung von wasserhaltigem Gestein eingesetzt.
Mikrowellen haben eine typische Frequenz von mehreren Gigahertz (1GHz = 1000 000 000 Hz). Wellen dieser Frequenz können nicht mehr von einem einfachen Schwingkreis mit angekoppeltem Sender hervorgerufen werden. Mikrowellen erzeugt man in einem speziellen Mikrowellengenerator, der Klystron genannt wird. Ein Klystron arbeitet ähnlich wie ein elektrischer Schwingkreis, das heißt, auch in einem Klystron ist die periodische Bewegung von Elektronen entscheidend für die Entstehung der elektromagnetischen Schwingung bzw. Welle.
In einem Mikrowellenherd erzeugt man elektromagnetische Wellen und bestrahlt mit ihnen wasserhaltige Speisen. Auf die Wassermoleküle wirken die Mikrowellen als elektromagnetisches Wechselfeld ein. Die Moleküle versuchen den Feldänderungen zu folgen - sie werden in mechanische Resonanzschwingungen versetzt und erlangen dabei eine beträchtliche Menge an Bewegungsenergie. Durch Reibungsvorgänge wandelt sich diese Energie in Wärme um. Die Speise wird auf diese Weise regelrecht von innen und sehr gleichmäßig erwärmt. Das kann energiesparend sein, sofern der Wassergehalt einer Speise reicht, um sie zum Garen zu bringen.Metallhaltige Gegenstände (Löffel, Gabeln) bzw. der Gold- oder Silberrand einer Tasse wirken für die Mikrowellen wie Antennen. Diesen Objekten wird also sehr viel Energie zugeführt, wodurch sie teilweise zum Glühen gebracht, gelegentlich auch zerstört werden. Um diese Effekte zu vermeiden, benötigt man spezielles Mikrowellengeschirr aus elektrisch nicht leitendem Material.