微波用于食品加工制造，主要包括肉類的解凍調質、面條及休閑食品的干燥、大塊禽肉及咸肉等的預煮、面包與面團的發酵與烘焙以及鮮果汁、牛乳、面包切片、新鮮面條及調理餐食的殺菌；其他應用還有谷物的防蟲與防霉、蔬果褐變酶的不活性化及食品的膨發干燥等。
近年來，由于冷藏食品具有制備及食用的簡便性，加上消費者對食品的健康與衛生意識，新生代的冷藏食品將強調無防腐劑添加、新鮮與低鹽。微波加熱因可快速處理、屬于干式熱媒、可包裝后殺菌且設備構造簡單容易自動化，可望達成新生代冷藏食品的產品品質目標，因此微波殺菌的食品工業應用，近年來呈現顯著增長。
微波是一種電磁波，波長從0. 1cm至1cm(頻率300MHz-300GHz)，其頻率范圍介于紅外線與無線電波之間，而與雷達波重疊。像光一樣，它具有反射、穿透和被吸收的特性。碰到金屬板會被反射，可透過空氣、玻璃、陶瓷器及大部分的塑料材質如聚乙烯及聚內烯等，但會被水或含水的食品吸收而發熱。當微波照射到食品時，其偶極性的食品成分如水、蛋白質、脂肪等分別會依微波磁場南北的方向形成有方向性的排列。隨著磁場南北極的迅速對調，偶極性分子也就不斷地前后往返運動。此分子與分子間因轉動摩擦所產生的熱能即是微波加熱食品的原理。簡單地說，即物質因吸收微波能，再把它轉變為熱能而加熱該物質。亦因物質內外部可同時加熱，故可解決需時甚長的以熱傳導模式為主的由外至內加熱方式的缺點。在食品工業應用上，為避免干擾雷達通信，被允許且最常被使用的頻率為915MHz(美國、日本)和2 450MHz(全世界)。一般的微波加熱(如家用微波爐)加熱，采用2 450MHz，食品工業的微波殺菌亦然。但容量較大的設施或加熱體積較大的物質則使用915 MHz的電磁波，這是因為使用915 MHz較使用2 450MHz對同一被加熱物質有較強的穿透能力。
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、介電性質、密度、均質性及形狀厚度及溫度等)會影響其對微波的吸收能力，亦會影響微波穿透食品的深度，尤其是水分含量及介電性質。高水分含量的產品(如魚漿)會比低水分含量的(如面條)需較多的加熱能量，微波對較低密度或組織疏松的食品(如面包)，將比對密度高者(如雞肉)有較深的穿透(約152.4mm對50.8--76.2mm)。此外，因為穿透深度的關系，較厚者將有加熱不均的危險。但現今微波傳輸定向及包裝設計技術的進展，已能使不很均質的產品經加熱后的整體溫度差在2-3℃之間。
此外，在食物制備時以傳統熱媒烹煮比家用微波爐加熱至相似的溫度及狀況下，可多降低1-2個對數值的菌數；但使用連續式工業用微波爐，比較結果則差不多。其主要原因在于，微波加熱所需時間較短，且家用微波爐內部空間有限，電磁場的分布容易不均勻，在來不及達熱平衡下容易造成被加熱的食品有溫度不均的冷熱點部位出現。因此，工業用微波加工系統強調發展連續式輸送，以改善批式的微波場較易不均的缺點。
