20世纪30年代，电磁波的应用进入微波阶段。微波通常是指波长为1米～1毫米的电磁波，相应的频率为300～300000兆赫。现在，微波已广泛用于通信、雷达以及其他许多科学领域中，微波炉及微波治疗仪早已进入了人们的日常生活中。
短波通信问世以后，曾经兴旺过一段时间，但是它也有一些缺点。短波通信主要依靠天波传输，以电离层为中继，但电离层的状态很不稳定，季节的更换、昼夜的交替、气候的变化等因素，都可以引起电离层的变化，进而引起短波通信过程的波动，甚至会中断。短波通信还存在有天波与地波都传输不到的寂静区域，如果接收电台在这些区域内，就无法接收到短波信号，通信就无法进行。此外，电离层有好几个分层，同一频率的信号会沿着不同的途径反射到接收地点，这就是短波通信的“多径效应”；它也会使接收质量大大降低。再加上在短波通信波段内电台日趋拥挤，因此，短波通信已经不能满足人们的通信需要了。
为了满足新的要求，1929年克拉维开始进行微波通信的试验。1930年他在美国新泽西州的两个电台之间，用直径为3米的抛物面天线进行了微波通信。同一年，还有人开始用微波进行无线电广播。1933年，在克拉维的主持下，从英国的莱普尼列到法国的圣·因格列维特，开通了第一条商业用微波通信线路。
1936年，索思沃思提出了超高频波导管的理论，并发明了微波用的波导管。简单地说，波导管就是把电磁波限制在其内部的一种空心金属管。波导理论的建立以及波导管的实验与应用，促使微波技术日趋完善。
1937年，美国物理学家瓦里安兄弟制出了双腔速调管振荡器，1939年，英国物理学家兰、德尔和布特制造出了多腔磁控管。这是两种微波电子管，它们可以分别以不同的方式，产生连续的微波振荡。这些研究成果为微波技术的形成和发展奠定了基础。
在第二次世界大战期间，微波技术的研究是围绕着军用雷达的研制进行的，从而推动了微波元器件、高功率微波管、微波电路、微波测量等技术的研究与开发。
第二次世界大战以后，微波技术的应用范围扩大到了通信领域。利用同轴电缆进行微波传输，频率可高达几千兆赫。若要传输频率更高、能量更大的微波时，就得用波导管了。在波导管内，微波以电场与磁场交替变化的电磁波的形式通过，如同在一个自由空间里传播的电磁波一样。使用波导管进行微波通信，主要包括通常的微波接力通信和卫星通信。
微波接力通信是靠中继站接力传输来实现微波信号远距离传送的。微波是沿直线传播的，它不受大气层和电离层的反射。由于地球表面是球形曲面，如果在地面进行微波通信，就必须把天线架设到一定的高度，使发射天线与接收天线之间没有物体阻挡，彼此可以“互视”。为了进行远距离通信，就必须采用与接力赛类似的方法，相隔一定的距离建立一个接力站，即中继站。将中继站架设在高塔上或山顶上，微波在每个中继站被放大之后再传送出去。微波接力通信是现代通信中的主要手段之一。
