微波對流體中物質進行選擇性加熱，它通過微波場對吸波物質的選擇性加熱、低溫催化、快速穿透等功能，達到去污除濁殺菌的效果。
微波化學污水處理技術的基礎是“極性分子理論”根據此“極性分子理論”，微波不僅可以加快化學反應，在一定條件下也能抑制反應的進行。除此之外，微波還可以改變反應的途徑。微波對化學反應的作用除了對反應加熱引起反應速率改變以外，還具有電磁場對反應分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應”。微波對反應的作用程度除了與反應類型有關外，還與微波的強度、頻率、調制方式及環境條件有關。此外，由于化學反應是一個非平衡系統，舊的物質在不斷消耗，新的物質在不斷生成，各相界面可能發生隨機的變化；與此同時系統的宏觀電磁特性也在發生變化，而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關。
然而，許多有機化合物都不直接明顯地吸收微波，但可以利用某種強烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質而誘發化學反應。利用這些“敏化劑”就可以在微波輻射下實現某些催化反應，這就是所謂微波誘導催化反應。高強度連續波微波輻射聚焦到某種“敏化劑”的表面，由于“敏化劑”表面點位與微波能的強烈相互作用，微波能將被轉變成熱能，從而使某些表面點位選擇性的被很快加熱至很高溫度（例如很容易超過1400℃）。盡管反應其中的水沒有明顯升溫，但已產生高溫高壓的作用，當水中的有機污染物與受激發的表面點位接觸時卻可發生反應。“敏化劑”的作用不僅僅在于把熱能聚焦，而且還可以借它與反應物和產物相互作用的選擇性而影響反應的進程。微波化學污水處理技術就是利用微波對化學反應的這些作用，對水中的污染物通過物理及化學作用進行降解、轉化，使水中的膠原體絮凝
水中的磷和氨氮在微波的強化下與敏化劑相結合，發生劇烈的催化、物理化學反應，轉化成不可溶物質或氣體從水中分離，水中的大分子、難降解的有機污染物在微波及添加劑的共同作用下，被分解為小分子，與添加劑結合生成速沉絮體物去除；金屬離子可直接與添加劑結合生成速沉絮體物沉淀；氨氮轉化為氨氣逸出，或固體氮沉入泥池中；水中磷轉化為不可溶解磷酸鹽沉淀去除。由此達到真正的脫磷除氮的效果。
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