微波具有热效应和非热效应双重杀菌作用，加上紫微光波杀菌作用，从而达到杀菌的目的。微波热效应杀菌机理的简述是：生物细胞是由水、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂肪和有机物等复杂化合物构成的一种凝聚态介质。该介质在强微波场的作用下，温度升高。其空间结构发生变化或破坏，蛋白质变性，影响其溶解度、粘度、膨胀性、稳定性，从而失去生物活性。微波非热效应杀菌机理的简述是：微波作用能改变生物性排列聚合状态及其运动规律，而且微波场感应的离子流，会影响细胞膜附近的电荷分布，导致膜的屏障作用受到损伤，影响NA—K泵的功能。产生膜功能障碍，从而干扰或破坏细胞的正常新陈代谢功能，导致细菌生长抑制、停止或死亡。再则细胞中的核糖核酸（RAN）和脱氧核糖核酸（DAN）在微波场力作用下可导致氢键的松弛、断裂或重组。诱导基因突变或染色体畸变，从而影响其生物活性的改变，延缓或中断细胞的稳定遗传和增殖。紫微光波管辐射强度超过18uW/cm2(距灯管表面1米处)、臭氧浓度达到38mg/m3(30分钟、动态平衡状态下)。由于D波段紫外线辐射空气而产生的单一臭氧完全区别于高压放电所产生的臭氧（同时产生极其有害的氮氧化合物），所以能产生纯正臭氧同时又有直接辐射杀菌的紫外线灯管正在讯速取代传统臭氧发生器。
简单地说微波杀菌是微波热效应和非热效应共同作用的结果。微波的热效应主要起快速升温杀菌作用：而非热效应则使用微生物体内蛋白质和生理活性物质发生变异，而丧失活力或死亡。因此，微波杀菌温度低于常规方法，一般比较，常规方法杀菌温度要在100-120度以上，时间要在十几分钟至几十分钟，而微波杀菌温度仅在70至90度，时间约为几分钟（例如：豆制品细菌总数6-7万左右，经过微波杀菌以后细菌总数只有6千以下，大肠菌群小于30，时间十五分钟左右达到食品杀菌的要求）。
通过微波杀菌处理的食品的保质期可延长3~8倍，不破坏原有的营养成份、色泽、口感和天然风味。与其它干燥、杀菌、解冻设备相比，可缩小占地面积、降低能耗30%~100%。而且不生产“三废”污染。