微波灭菌的原理主要基于介质在高频率电磁场中被加热的原理。微波在几千兆赫的高频电磁场中,以周期每秒几十亿次次的频率摆动。电场正负频繁交替变化,极性介质也随电场磁性变化而复更,相互摩擦产生高热（当微波通过某中介质时,药核介质能吸收微波能量,那此微波能量就能在介质中转换为热能）蛋白质、核糖核酸和酶失活而达到灭菌的效果。

水是微波的强吸收介质,微波可让微生物中的水分子形成电偶极性并随电场改变而高速转动,导致细胞膜结构破裂,细胞分子间氢健松弛破坏。温度的升高,使细胞中的蛋白质凝固而造成微生物的死亡,因而达到灭菌的目的。由于微波可穿透物质较深,一般为2～4厘米,能量随深度增加而减少,水可强烈地吸收微波,多仪微波可以做药物和水性注射液的灭菌。