微波灭菌的原理主要基于介质在高频率电磁场中被加热的原理。微波在几千兆赫的高频电磁场中，以周期每秒几十亿次次的频率摆动。电场正负频繁交替变化，极性介质也随电场磁性变化而复更，相互摩擦产生高热（当微波通过某中介质时，药核介质能吸收微波能量，那此微波能量就能在介质中转换为热能）蛋白质、核糖核酸和酶失活而达到灭菌的效果。
水是微波的强吸收介质，微波可让微生物中的水分子形成电偶极性并随电场改变而高速转动，导致细胞膜结构破裂，细胞分子间氢健松弛破坏。温度的升高，使细胞中的蛋白质凝固而造成微生物的死亡，因而达到灭菌的目的。由于微波可穿透物质较深，一般为2～4厘米，能量随深度增加而减少，水可强烈地吸收微波，多仪微波可以做药物和水性注射液的灭菌。
微波灭菌在中西药生产中已有应用，上世纪八十年代初，有关研究单位曾做实验：将含菌量高达350万个大盐水混悬液密封与1～2ml的安瓶中，继3～5kw，2450MHZ的微波作用15秒以上，安瓶温度接近110℃，细菌全部杀灭。金黄色葡萄球菌与词此类同，枯草杆菌芽胞含量为6～8万个/ML液温应达140℃，保持20秒钟，可全部杀灭细菌。
微波灭菌与高压蒸汽，灭菌对17种化学药材 定性的影响，证明对高压蒸汽灭菌稳定的药物，使用微波灭菌也就变化，而对高压蒸汽灭菌不稳定的药物，为维生素C，阿斯匹林等用微波灭菌则比较稳定，其分解程度降低。又如含有2000～3000个真菌孢子的生理盐水悬混液，在3～4KW微波功率作用下，液温达到120℃以上，在20～25秒种，既可彻底灭菌。
