Mikrovlnné trouby fungují na principu elektromagnetických vln vysoké frekvence, které v potravinách a surovinách rozkmitají molekuly. Jejich pohybem vzniká teplo a tím dochází k ohřívání. Teplo se šíří od krajů směrem doprostřed a proto je dobré ohřátý pokrm ještě stejným směrem promíchat.
Mikrovlny se odráží od kovů, a tak pro ohřev v mikrovlnné troubě nelze používat kovové nádobí - tedy například nerezové nebo měděné, a ani nádobí s nekovovým povrchem, pokud má nějaké kovové části nebo je na povrchu nějakým způsobem poškozené a kovový základ na i malém místě nekryje povrchová vrstva. Do mikrovlnné trouby je nejvhodnější nádobí skleněné, porcelánové, keramické, kameninové, ze speciálních plastů nebo silikonu.
Moderní mikrovlnné trouby umožňují mimo jiné také klasické horkovzdušné pečení - samozřejmě bez využití mikrovlnného záření. V takovém případě je možné použít i všechny ostatní druhy varného i pečícího nádobí.