微波可以直接与化学体系发生作用从而促进各类化学反应的进行，微波对凝聚态物质的化学作用主要属于这一类；而微波对气体物质的作用，则一般是在微波的诱导下，气体先转变成等离子体，而后在化学反应中加以利用，这也就是所谓的微波等离子体化学，是广义微波化学所涵盖的内容。微波化学是在利用光、声、电等物理方法实施化学反应之后的又一个新领域。

微波化学是从微波等离子体化学开始发展的。最早在化学研究中利用微波的事例是1952年H.P.布罗伊达等用同轴谐振腔获得微波诱导等离子体的办法，以原子发射光谱法测定了氢-氘混合气体中氘的同位素丰度，并在此基础上逐渐形成微波等离子体分析化学。微波用于凝聚态合成化学的研究始于1986年R.J.吉盖雷对蒽和马来酸二甲酯的环加成反应和R.格迪对苯甲酸和醇的酯化反应的研究。1992年在荷兰的布勒克伦召开首届世界微波化学大会，标志着微波化学的诞生。

微波化学已广泛地应用于无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、高分子化学、环境化学等各领域。将微波用于有机化学合成，可以使反应速率比传统加热方法快几倍至几千倍，且具有操作方便、产率高、产品易纯化等特点（见微波有机合成）。微波在化学中应用最广泛的领域是分析化学，除微波吸收光谱分析、等离子体原子光谱分析外，还可用于溶样、萃取、脱附、干燥、分离富集、显色反应及形态分析等。微波在无机合成、高分子聚合以及炼油、冶金等领域的应用也在不断地开拓。