微波加熱具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大基本特性。

（一）微波加熱原理特性

1.選擇性

物質吸收微波加熱的能力主要由其介質損耗因數來決定。介質損耗因數大的物質對微波加熱的吸收能力就強，相反，介質損耗因數小的物質吸收微波加熱的能力也弱。由于各物質的損耗因數存在差異，微波加熱就表現出選擇性加熱的特點。水分子屬極性分子，介電常數較大，其介質損耗因數也很大，對微波加熱具有強吸收能力。而蛋白質、碳水化合物等的介電常數相對較小，其對微波加熱的吸收能力比水小得多。因此，對于蛋白質、碳水化合物來說，含水量的多少對微波加熱效果影響很大。

微波射到金屬上就發生反射，金屬不能吸收或傳導微波；微波可以穿過玻璃、塑料等絕緣材料，但不會消耗能量。因此，用微波對物質加熱，不能用金屬材料，而只能用玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料做成的容器。

2.穿透性

微波加熱比其他用于輻射加熱的電磁波如紅外線、遠紅外線等的波長更長，因此具有更好的穿透性。微波加熱透入介質時，介質材料內部、外部幾乎同時加熱升溫，形成體熱源狀態，大大縮短了常規加熱中的熱傳導時間，且在條件為介質損耗因數與介質溫度呈負相關關系時，物料內外加熱均勻一致。

3.熱慣性小

微波加熱對介質材料是瞬時加熱升溫，能耗也低。另外，微波加熱的輸出功率隨時可調，介質溫升可無惰性地隨之改變，不存在“余熱”現象，有利于自動控制和連續化生產的需要。

（二）微波加熱的生物效應機制

當微波加熱作用于生物體時，在生物控制系統的作用和調節下，生物體必然要建立新的平衡狀態以適應外界電磁環境條件的變化，因此也就必然產生某些生物效應。微波加熱的生物效應主要是由微波加熱的熱效應引起的，其次是由非熱效應引起的。

1.微波加熱的熱效應

微波加熱對生物體的熱效應是指由微波加熱引起的生物組織或系統受熱而對生物體產生的生理影響。熱效應主要是生物體內有機分子在微波加熱高頻電場的作用下反復快速取向轉動而摩擦生熱；體內離子在微波加熱作用下振動也會將振動能量轉化為熱量；一般分子也會吸收微波加熱能量后使熱運動能量增加。如果生物體組織吸收的微波加熱能量較少，它可借助自身的熱調節系統通過血循環將吸收的微波加熱能量（熱量）散發至全身或體外。如果微波加熱功率很強，生物組織吸收的微波加熱能量多于生物體所能散發的能量，則引起該部位體溫升高。而局部組織溫度升高將產生一系列生理反應，如使局部血管擴張，并通過熱調節系統使血液循環加速，組織代謝增強，白細胞噬作用增強，促進病理產物的吸收和消散等。

2.微波加熱的優點

微波加熱自身的特性決定了微波加熱具有以下優點。

①加熱迅速，均勻。不需熱傳導過程，且具有自動熱平穩性能，避免過熱。

②加熱質量高，營養破壞少，能最大限度地保持食品的色，香、味，減少食品中維素的破壞，有利于氨基酸，維生素等組分的測定。

③安全、衛生，無污染，微波對食品的殺菌能力較強。微波加熱被控制在金屬制成的加熱室內和波導管中工作，所以微波加熱泄漏被有效地抑制，沒有放射線危害及有害氣體排放，不產生余熱和粉塵污染。既不污染食物，也不污染環境，還不破壞樣品的原始組成。微波加熱殺菌除了熱效應之外還有生物效應，許多病菌在微波加熱不到100℃時就全部殺死。

④節能高效。由于含有水分的物質極易直接吸收微波加熱而發熱，沒有經過其他中轉換環節，因此除少量的傳輸損耗外幾乎無其他損耗。比一般常規加熱省電30％～50％。

⑤具有快速解凍功能。在微波加熱場中，凍結食品從內到外同時吸收微波加熱能量，使凍結食品整體發熱，容易形成整體均一的解凍，縮短解凍時間，迅速越過-50～0℃這個易發生蛋白質變性、食品變色變味的溫度帶，以保持食品的品質不致下降，也能保障冷凍保字的被分析樣品中的相關參數不發生變異。

3.微波加熱的非熱效應

微波加熱的非熱效應是指除熱效應以外的其他效應，如電效應、磁效應及化學效應等。主微波加熱電磁場的作用下，生物體內的一些分子將會產生變形和振動，使細胞膜功能受到影響，細胞膜內外液體的電狀況發生變化，引起生物作用的改變，進而可影響中樞神經系統等。微波加熱干擾生物電（如心電、腦電、肌電、神經傳導電位、細胞活動膜電位等）的節律，會導致心臟活動、腦神經活動及內分泌活動等一系列障礙。當生物體受強功率微波加熱照射時，熱效應是主要的（一般認為，功率密度在10mW/cm²者多產生微熱效應，且頻率越高產生熱效應的閾強度越低）；長期的低功率密度（1mW/cm²以下）微波加熱輻射主要引起非熱效應。

（三）微波加熱的應用

①微波在農業科學上的應用。微波加熱對許多發芽率低或發芽慢的農作物或林木種子做了催芽試驗，以探索能否提高發芽率。通常低含水率種子受加熱處理的影響大，也能忍受較高溫度不致受損。在相同升溫（45℃）下，微波加熱處理可顯著促進芽活力，熱處理則可以顯著促進根活力；利用200W功率的微波加熱處理可以顯著提高白蘭瓜種子的發芽率及萌發活力，因為這一功率的微波加熱能有效地激活白蘭瓜種子萌發期的淀粉酶，加速物質和能量的代謝，從而提高種子萌發活力。

②微波的生物效應在醫學上的應用。微波加熱的生物效應可以用來診斷各種腫瘤、胸部疾病、肺氣腫、肺水腫，測量動脈血管壁的厚度等。特別是利用微波加熱生物效應治療腫瘤:根據腫瘤組織的血液循環和導熱性能比正常組織差（在受到微波加熱照射時，腫瘤組織的溫升比周圍的正常組織通常要高出1～3℃）的特點，利用微波將腫瘤病灶的溫度升至43℃左右，這種高溫環境抑制了原發腫瘤和轉移腫瘤的血管生長，破壞腫瘤細胞的結構，從而使腫瘤細胞凋亡。將微波加熱熱療與放射性治療以及化學治療結合則可收到更好的治療治果。