微波用于食品加工制造，主要包括肉类的解冻调质、面条及休闲食品的干燥、大块禽肉及咸肉等的预煮、面包与面团的发酵与烘焙以及鲜果汁、牛乳、面包切片、新鲜面条及调理餐食的杀菌；其他应用还有谷物的防虫与防霉、蔬果褐变酶的不活性化及食品的膨发干燥等。
近年来，由于冷藏食品具有制备及食用的简便性，加上消费者对食品的健康与卫生意识，新生代的冷藏食品将强调无防腐剂添加、新鲜与低盐。微波加热因可快速处理、属于干式热媒、可包装后杀菌且设备构造简单容易自动化，可望达成新生代冷藏食品的产品品质目标，因此微波杀菌的食品工业应用，近年来呈现显著增长。
微波是一种电磁波，波长从0. 1cm至1cm(频率300MHz-300GHz)，其频率范围介于红外线与无线电波之间，而与雷达波重叠。像光一样，它具有反射、穿透和被吸收的特性。碰到金属板会被反射，可透过空气、玻璃、陶瓷器及大部分的塑料材质如聚乙烯及聚内烯等，但会被水或含水的食品吸收而发热。当微波照射到食品时，其偶极性的食品成分如水、蛋白质、脂肪等分别会依微波磁场南北的方向形成有方向性的排列。随着磁场南北极的迅速对调，偶极性分子也就不断地前后往返运动。此分子与分子间因转动摩擦所产生的热能即是微波加热食品的原理。简单地说，即物质因吸收微波能，再把它转变为热能而加热该物质。亦因物质内外部可同时加热，故可解决需时甚长的以热传导模式为主的由外至内加热方式的缺点。在食品工业应用上，为避免干扰雷达通信，被允许且最常被使用的频率为915MHz(美国、日本)和2 450MHz(全世界)。一般的微波加热(如家用微波炉)加热，采用2 450MHz，食品工业的微波杀菌亦然。但容量较大的设施或加热体积较大的物质则使用915 MHz的电磁波，这是因为使用915 MHz较使用2 450MHz对同一被加热物质有较强的穿透能力。
大部分的食品皆能吸收微波，但食品的物理特性(如水分含量、介电性质、密度、均质性及形状厚度及温度等)会影响其对微波的吸收能力，亦会影响微波穿透食品的深度，尤其是水分含量及介电性质。高水分含量的产品(如鱼浆)会比低水分含量的(如面条)需较多的加热能量，微波对较低密度或组织疏松的食品(如面包)，将比对密度高者(如鸡肉)有较深的穿透(约152.4mm对50.8--76.2mm)。此外，因为穿透深度的关系，较厚者将有加热不均的危险。但现今微波传输定向及包装设计技术的进展，已能使不很均质的产品经加热后的整体温度差在2-3℃之间。
此外，在食物制备时以传统热媒烹煮比家用微波炉加热至相似的温度及状况下，可多降低1-2个对数值的菌数；但使用连续式工业用微波炉，比较结果则差不多。其主要原因在于，微波加热所需时间较短，且家用微波炉内部空间有限，电磁场的分布容易不均匀，在来不及达热平衡下容易造成被加热的食品有温度不均的冷热点部位出现。因此，工业用微波加工系统强调发展连续式输送，以改善批式的微波场较易不均的缺点。
