微波杀菌设备是利用微波热效应和生物效应共同作用。微波对细菌膜断面的电位分布影响细胞膜周围正负电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，生长发育受阻碍死亡。
从生化角度来看，细菌正常生长和繁殖的核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）是由若干氢键紧密连接而成的卷曲大分子，微波导致氢键松弛、断裂和重组，从而诱发遗传基因或染色体畸变，甚至断裂。微波杀菌正是利用电磁场效应和生物效应起到对微生物的杀灭作用。实践证明采用微波装置在杀菌温度、杀菌时间、产品品质保持、产品保质期及节能方面都有明显的优势。
微波杀菌的特点
1、时间短、速度快
常规热力干燥杀菌是通过热传导，对流或辐射等方式将热量从物体表面传至内部。往往需要较长时间，物体内部才能达到所需的干燥度和杀菌温度。介质由极性分子和非极性分子组成，电磁场作用下，这些极性分子从原来的随机分布状态转向依照电场的极性排列取向。而在高频电磁场作用下，这些取向按交变电磁的频率不断变化，这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。此时交变电场的场能转化为介质内的热能，使介质温度不断升高，故微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热。所以微波加热处理时间大大缩短，在一定功率密度强度下，一般只要数十秒、几分钟即能达到满意效果。
2、低温干燥杀菌保持营养成份
微波有热效应的快速升温和非热效应的双重杀菌作用，相比常规热力干燥、杀菌能在比较低的温度和较短的时间就能获得所需的干燥、杀菌效果。一般杀菌温度在65—70℃，75—80℃或103—121℃里，时间在3—8分钟，且能保留更多的营养成分和色、香、味、形等风味。例如：采用常规热力处理蔬菜保留的维生素C是46—50%，相比之下，微波处理法能达到保留维生素C的60—90%，常规加热法猪肝维生素A保留值为58%，而微波法加热则可达84%。
3、节约型机械
微波电能转换效率高，一般在70%以上。微波是直接对食品进行作用处理，加热箱体本身不被加热，因而不存在额外的热能损耗，所以节能省电，一般可节电30—50%。
4、均匀彻底
常规热力干燥、杀菌是从物料表面开始，然后通过热传导传至物料内部。物料内外温度存在温差，内外干燥、杀菌效果一致性差。为了保持风味，缩短处理时间，往往内部达不到足够温度而影响干燥、杀菌效果。采用提高处理温度可有所改善这一现象，然而这使物品表面的色、香、味、形等品质下降。微波具有穿透性能，表面和内部同时作用，能保证内、外部温度一同达到要求值，所以干燥、杀菌均匀、彻底。