I mikrovågsrören utnyttjas löptidseffekter och resonansfenomen som är specifika för de aktuella frekvensområdena; se elektronrör och mikrovågsteknik. Mikrovågsrör används numera nästan enbart i högeffekttillämpningar. Kontinuerligt kan flera MW och i korta pulser flera GW mikrovågseffekt genereras. Exempel på mikrovågsrör med olika tillämpningar är klystron, magnetron, vandringsvågrör och gyrotron.