微波灭菌主要靠生物效应和热效应。细菌、与任何生物细胞一样，是由水、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态介质。其中水是生物细胞的主要成分，含量在75～85%。各种生理活动都必须有水参与，而细菌的生长繁殖过程，对各种营养物的吸收是通过细胞膜的扩散、渗透和吸附作用来完成的。微波对细胞的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布,影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变 细胞膜的通透性能，造成细胞营养不良,不能正常新陈代谢,细胞结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。
微波的热效应是菌体由于吸收微波能升温。从而使细菌体内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用，使其空间结构变化或破坏，而使蛋白质变性。蛋白质变性后就失去生物活性
