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Die Mikrowellenerwärmung ist ein Sonderfall der Energieübertragung. Im Gegensatz zur konvektiven Erwärmung, bei der die Wärmemenge dem Material von außen zugeführt und durch seine Wärmeleitfähigkeit innerhalb des Materials verteilt wird (in der Physik ist die Wärmeleitfähigkeit die Eigenschaft eines wärmeleitenden Materials) (Flächenerwärmung), wird beim Mikrowellenerwärmen (Volumenerwärmung) Wärme im Material selbst erzeugt. Bei einer Mikrowellenfrequenz von 2450 MHz, die von den Behörden für die internationale Kommunikation zusätzlich zu 915, 5800 und 22125 MHz zugelassen ist, ändert das elektrische Feld periodisch seine Polarität. Das zugehörige Magnetfeld trägt nicht zur Erwärmung bei. Polare Moleküle wechseln aufgrund des oszillierenden elektrischen Feldes zwischen einem geordneten und einem ungeordneten Zustand (Ein elektrisches Feld ist ein Vektorfeld, das jedem Punkt im Raum die Coulomb-Kraft zuordnet, die pro Einheit elektrischer Ladung durch eine winzige Testladung an diesem Punkt erfahren würde). Dies führt zu einer Rotationsanregung von Dipolen und einer molekularen Bewegung durch die Migration der Ionen und damit zu einer enorm schnellen Erwärmung der Dielektrika durch intermolekulare Reibung . Eine zu untersuchende Probe, beispielsweise bestehend aus Salzen und polaren Molekülen, 
stellt ein solches Dielektrikum dar (Ein dielektrisches Material ist ein elektri
scher Isolator, der durch ein angelegtes elektrisches Feld polarisiert werden kann). Das Eindringen von mikrowellentransparenten Substanzen wie Glas oder Kunststoff (Teflon) ist unendlich groß, so dass diese Substanzen ideal für den Einsatz als Behältermaterial geeignet sind. Die Mikrowellenstrahlung wird mit Hilfe eines Magnetrons (Hauptkomponenten) erzeugt: Hochvakuumdiode (In der Elektronik ist eine Vakuumröhre, eine Elektronenröhre oder einfach nur eine Röhre oder ein Ventil eine Vorrichtung, die den elektrischen Strom zwischen den Elektroden in einem evakuierten Behälter steuert) und ein Magnetsystem), induktiv entkoppelt und dann über einen Koaxialleiter und einen Hohlleiter geleitet (Ein Hohlleiter ist eine Struktur, die Wellen leitet, wie elektromagnetische Wellen oder Schall , mit minimalem Energieverlust durch Begrenzung der Ausdehnung auf eine oder zwei Dimensionen) als elektromagnetische Welle (in der Physik bezieht sich die elektromagnetische Strahlung auf die Wellen des elektromagnetischen Feldes, die sich durch den Raum mit elektromagnetischer Strahlungsenergie ausbreiten) in die Ofenkammer.
Um das Magnetron vor der Zerstörung durch die reflektierten Strahlen während des Türbetriebs zu schützen, sind die Laborgeräte mit einem von CEM patentierten Isolator ausgestattet. Die Steuerung des Magnetrons und damit die Zufuhr von Mikrowellenenergie hängt vom Verhalten der Probe im Mikrowellenraum ab. Zwischen der Probe und der Mikrowelle wird eine Übereinstimmung mit den Sensoren (Temperatur, Druck…) hergestellt. Die in den verschiedenen Laborgeräten integrierte Software ermöglicht es dem Magnetron, durch die Steuerung des Magnetrons genaue Temperaturen zu erreichen und über längere Zeiträume konstante Temperaturen zu halten. Diese Steuerungs- und Überwachungssysteme gewährleisten einerseits die Reproduzierbarkeit und Standardisierung der Reaktionsbedingungen und sind andererseits zentrale Bestandteile des integrierten Sicherheitssystems in der CEM-Laborausstattung. Hier liegen auch die wesentlichen Unterschiede zu modifizierten Haushaltsmikrowellengeräten, d.h. Mikrowellengeräten, die beispielsweise nur eine externe Steuerung außerhalb des Gerätes haben. Im Gegensatz zu Haushaltsmikrowellengeräten zeichnen sich Labor-Mikrowellengeräte aus durch: eine robuste Bauweise, eine große Anzahl von Sicherheitseinrichtungen, integrierte Steuerungen zur Druck- und Temperaturregelung, Teflon (Polytetrafluorethylen ist ein synthetisches Fluorpolymer aus Tetrafluorethylen, das zahlreiche Anwendungen hat) – beschichtete Ofenverkleidung, Design für den Türbetrieb (d.h. elektronisch hochwertige Komponenten), an die Reaktionen angepasste Behältertechnologie…. etc. etc. Funktion eines Magnetrons Unten sehen Sie die schematische Darstellung eines Magnetrons. Zu sehen sind die Kammern der Hohlraumresonatoren, in deren Mitte die Heißkathode, die Heizanschlüsse und die Antenne zur Entkopplung zu sehen sind. Der einfachste Weg, die Funktion eines Magnetrons mit der eines Rohres zu vergleichen.
Wenn ein Luftstrom über eine scharfe Kante im Rohr fließt, entsteht eine Vibration im Rohrkörper. Im Magnetron (Das Hohlraummagnetron ist eine Hochleistungs-Vakuumröhre, die Mikrowellen erzeugt, indem sie die Wechselwirkung eines Elektronenstroms mit einem Magnetfeld nutzt, während sie sich an einer Reihe von offenen Metallhohlräumen vorbeibewegt), wird aus der heißen Kathode ein Elektronenstrom erzeugt (In Vakuumröhren ist eine heiße Kathode oder eine thermionische Kathode eine Kathodenelektrode, die erwärmt wird, damit sie aufgrund der thermionischen Emission Elektronen emittiert), der durch das Magnetfeld (Ein Magnetfeld ist die magnetische Wirkung von elektrischen Strömen und magnetischen Materialien) der beiden Ringmagnete in einen Kreisweg abgelenkt wird. Die Elektronen färben sich entlang der Schlitze in der Anode (Anode ist eine Elektrode, durch die konventioneller Strom in ein polarisiertes elektrisches Gerät fließt) und erzeugen Vibrationen in den Resonatorkammern. Um die Qualität der Mikrowellenverteilung zu überprüfen, wird ein einfacher kleiner Versuch empfohlen, der aus Sicherheitsgründen nur in Labor-Mikrowellengeräten durchgeführt werden darf. Eine Leuchtstoffröhre wird auf den Boden der Mikrowellenkammer gelegt und mit 300 W Mikrowellenleistung bestrahlt. Das Ergebnis ist auf dem Bild zu sehen, wo wir eine runde Leuchtstoffröhre im Mars platziert haben. Durch die Anregung der Mikrowellenenergie leuchtet die Röhre gleichmäßig (kontinuierlich) hell und flimmerfrei. Moderne Mikrowellen-Laborgeräte werden mit kontinuierlicher, ungepulster Mikrowellenerwärmung betrieben. CEM hat zu diesem Zweck ein spezielles Verfahren patentieren lassen. In Mikrowellenherden im Haushalt und in der Gastronomie kann häufig ein flackerndes oder ungleichmäßiges Ausleuchten der Leuchtstoffröhre beobachtet werden (Eine Leuchtstoffröhre oder eine Leuchtstoffröhre ist eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Gasentladungslampe, die Fluoreszenz zur Erzeugung von sichtbarem Licht nutzt). Dies deutet auf eine ungleichmäßige Mikrowellenverteilung (“Mikrowellenchaos” und “stehende Wellen”) und einen gepulsten Mikrowelleneintritt hin.