對微生物對象菌的致死作用。微波對食品中的致病微生物殺滅作用的研究主要集中在兩個方面：一是利用微波殺菌技術處理不同的食品材料，對其殺菌效果和傳統的熱力殺菌進行對比。所見報道采用的食品包括肉類、乳制品、酒類、果汁類、水產品、方便食品、糕點類、調味品等等。

    這些研究的結論表明，微波殺菌具有與傳統熱力殺菌同樣的效果；另一方面則集中于微波對莫一特定對象菌的作用機理進行研究。已見報道的研究對象菌包括蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus）、空腸彎曲桿菌（Campylobacter jejuni）、氧氣莢膜梭菌（Clostridium perfringens）、大腸桿菌（Escherichia Coli）、腸球菌（Enterococcus）、單核細胞增生李斯特氏菌（Listeria monocytogenes）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、沙門氏菌（Salmonella）、糞鏈球菌（Sterptococcus faecalis）、小腸結腸炎菌（Yersima enterocolitica）等。Im-Sun Woo等利用微波處理大腸桿菌和枯草芽孢桿菌，發現隨著升溫過程細胞釋放DNA和蛋白質，活菌數隨著DNA和蛋白質釋放數量的增加而減少，但是細胞的密度無明顯變化，原因是微波處理的細菌的細胞并無出現滲漏顯現,掃描電鏡觀察的結果顯示大部分大腸桿菌的細胞壁受到了嚴重的破壞，而枯草桿菌的細胞形態則無明顯變化。傅大放生物固體的微波殺菌及機理的研究指出，微波通過抑制或破壞細胞內乳酸脫氫酶、輔酶Ⅱ與細胞色素氧化酶等與生物氧化、呼吸代謝及能量產生有關的酶的活性，導致細菌死亡。

    微波殺菌還可以有效殺滅芽孢。Welt等人使用專門設計的微波裝置處理生芽孢梭狀芽孢桿菌(Clostridium sporogenes)芽孢，認為并不存在熱力效應。但是最近F.Celandroni等使用專門的微波波導設備，對微波處理和傳統熱力方式作用于枯草芽孢桿菌(Bacillus Subtilis)芽孢的效果進行比較，認為微波殺菌可以達到與傳統熱力殺菌相同的效果，但是不同處理對芽孢的結構有明顯不同的影響：傳統熱力殺菌使芽孢的皮層機構松弛，其寬度是為經處理的芽孢皮層的十倍；微波處理的芽孢結構中皮層無明顯變化。

    此外，熱力殺菌處理后的芽孢會釋放出大量的砒啶二氧酸（dipicolinic acid DPA），而微波處理后的芽孢并沒有檢測到相應的DPA釋放現象。其原因可能是與微波會有利于DPA與芽孢中的其他成分，如鈣離子等結合形成穩定的復合物。由于芽孢的耐熱機制主要包括三個方面：酸溶性芽孢蛋白、皮層和DPA-Ca之間的狀態。而微波處理后的芽孢的皮層結構和DPA釋放與傳統加熱處理后有所不同，因此該項研究的結果對于探討微波殺菌的機理有十分重要的意義。

    目前很多微波研究采用家用微波爐作為微波發生器，所產生的電磁場分布并不均勻，并且難以對樣本進行準確的在線溫度測量，為研究的深入帶來一定的困難，也使實驗中所獲得的數據重現性無法得到保證，限制了對機理研究的深入進行。