微波加热食物的原理很简单。食物中的极性分子（如水分子）和离子在微波交变电场的作用下快速往复转动或者移动，导致食品在分子水平上摩擦生热，宏观上整体迅速升温。而从量子力学角度分析，单个微波光子的能量远低于可见光，不足以打开化学键从而影响食品内部分子结构，更不会产生辐射残留。
利用微波对食品进行杀菌，其原理在于利用微波的热效应和非热效应共同作用灭活微生物。微波杀菌不同于常规方法，常规方法杀菌温度要115℃—120℃，处理时间约40—60分钟，而同样温度下微波杀菌仅需3-5分钟，甚至更短。利用微波对食品进行杀菌处理，只要装备及工艺达到要求，就不会存在微生物安全问题。已有的研究表明，微波杀菌产品的营养品质优于传统杀菌。
基于其加热和杀菌特性，微波已经成为一种新型的食品加工技术。微波加热属于介电加热，突破了传统加热方式缓慢的瓶颈，提高了热传导速度，直接对物料整体进行加热，可以大大降低热处理的时间，减少食品营养损失，进而提高食品的品质。在包装食品的杀菌处理方面，微波杀菌技术与传统的热杀菌技术相比，能更大限度地保存食品的风味、质地和营养，并且具有速度快、能耗低、无污染等优势，属于新型有效的绿色环保型食品加工技术。