В микроволновых печах источником излучения служит магнетрон, представляющий собой цилиндрический диод. В диоде имеется цилиндрический катод, вдоль которого направлено внешнее магнитное поле. В окружающем катод цилиндрическом аноде находится кольцо из взаимосвязанных объёмных резонаторов. Разность потенциалов между катодом и анодом достигает нескольких киловольт. Перемещение генерируемых нагретым катодом электронов в магнитном поле приводит к появлению в магнетроне высокочастотных колебаний и вместе с ними колебаний и самих электронов.

Колеблющиеся электроны через антенну передают микроволновую энергию в виде электромагнитного излучения в окружающее пространство. Энергия по полому металлическому волноводу попадает в специальное устройство - резонатор. Далее излучение из резонатора попадает в рабочую зону печи, где и происходит микроволновой нагрев образцов.

Для того, чтобы микроволновое излучение не покидало внутреннего пространства печи и не оказывало вредного воздействия на организм человека, используют металлические отражающие стенки, а переднюю стеклянную дверцу печи экранируют металлической сеткой, не дающей излучению выйти из внутреннего объёма наружу. При работе печи в микроволновую энергию превращается примерно 50% расходуемой печью электроэнергии (остальная часть энергии рассеивается как тепловая в окружающее пространство) [6].

Необходимо также отметить, что при проведении микроволновых экспериментов оказывается важным обращать внимание и фиксировать положение образца (пробирки, колбы) внутри печи. Это связано с тем, что в рабочем объёме печи возникает стационарная волна и один из образцов может оказаться в месте кучности волны, а другой - в зоне минимума её интенсивности. Существуют «горячие и холодные» зоны. Степень нагрева образца в разных точках камеры может существенно различаться [8]. Не учет этой особенности может привести к невоспроизводимым результатам. Часто, чтобы избежать действия этих факторов, ухудшающих воспроизводимость результатов опытов, используют печи с вращающимися столиками. Вращение обеспечивает равномерность воздействия излучения на помещённые в печь образцы [6].

При проведении в микроволновой печи химических реакций возникают проблемы, связанные с необходимостью осуществления контроля за такими параметрами как температура реакционной смеси, давление, а, кроме того, с возможностью варьирования условий синтеза. Современные микроволновые печи, сконструированные специально для проведения химических реакций, решают эти проблемы. Все они имеют датчики контроля температуры, давления в реакторе, возможность регулировать мощность излучения с помощью компьютера и быстро, струёй воздуха, охлаждать реакционный сосуд после эксперимента. Именно с использованием такого оборудования эффективно достигаются все преимущества микроволнового нагревания реакционных смесей по сравнению с обычной масляной (водяной, песчаной и т. д.) баней: существенное сокращение времени реакции и во многих случаях увеличение выхода и чистоты продукта, а значит проще обработка и выделение получаемого вещества [9].