(1)谐振吸收。该理论是以生物体吸收电磁能大小与辐照频率有关为依据，认为在不同的特定频率下，不同的生物分子能发生谐振吸收。生物分子吸收能量后，可导致活性的改变、构象的变化、结构的变化或通过其他方式把能量传递给周围物质，进而影响一些生化反应和生理功能。例如，1984年《美国科学新闻》报道，在含有DNA盐深液中，用微波照射时，得到在3000MHz左右的共振吸收峰，与1100MHz微波照射纯溶剂的吸收对比，DNA分子的吸收系数大400倍。实验表明，对3000MHz的微波，DNA分子的吸收能力比水分子强得多。12cm[2450MHz]微波对人体许多器官的生理功能有显着特异性影响，其机理值得重视和研究。
(2)神经细胞，特别是植物神经细胞对微波作用尤其敏感，认为它们具有检波作用，造成其功能的改变，从而决定了微波对一些器官以至整体机体的影响。
(3)WachtelH.用微电极技术，研究了低强度微波对神经细胞放电的影响，提出了电磁场和细胞膜相互作用的理论，认为射频电磁场通过细胞膜的整流作用可向神经细胞内注入“过极化电流”或“去极化电流”，改变膜电位从而影响神经系统的功能。
总之，微波作为一种高频电磁场可能通过多种途径和方式影响大分子、离子和细胞的电学特性、结构或构象，影响它们的功能，进而引起组织、器官以至整体的生物效应。
1.2.4微波的生物效应和医学应用
如前所述，微波对生物和人体可产生热作用和非热作用。生物和人体各种器官和组织的组分和结构不同，含水量不同，因而电学和热学特性不同，所以微波生物效应和医学应用研究受到多种因素的影响而表现出很大差异。这些因素可分为：微波作用条件和生物特性两方面。
前者包括：微波波长，工作方式(连续或脉冲式)，能量和能量密度，电场极化方向，场强的空间分布和均匀性，作用时间等。后者包括：被研究对象的生物层次(整体、组织、细胞或分子水平)，对象的组分和含水量，对象存在方式(活体或离体)，对象的周围环境等。为了得到确定的效果和可重复、可比较的结果，实验研究必须给定上述诸因素的确切条件。
1.2.5微波对人和动物生理功能的影响
1.内分泌和新陈代谢
对甲状腺功能的影响：微波可通过热应激对下丘脑-垂体的作用间接影响甲状腺，促使甲状腺激素增加或使甲状腺代谢增强。如用50mW/cm2的1240MHz的脉冲微波照射狗，每天6h，连续5d，在照射后4~25d之间，甲状腺对131I的摄入量增加。
对肾上腺功能的影响：不同强度的微波照射对下丘脑-垂体-肾上腺系统的功能有不同的影响，用70mW/cm2微波照射30min，引起肾上腺抗坏血酸含量增加，但用5mW/cm2强度照射30min，则肾上腺抗坏血酸含量减少，表明前者抑制了垂体前叶和肾上腺产生激素的功能，而后者促进了激素的产生。一定剂量的微波照射可加强一些激素在肾上腺皮质的合成，增加进入血流的激素含量。例如，用10mW/cm2的3000MHz微波照射狗，可使血中皮质激素的含量增加，钠含量增加，钾含量减少。
对代谢过程的影响：微波可刺激代谢过程，影响生物氧化反应和组织的氧消耗，可抑制自由基的氧化，从而降低细胞中的毒性产物(自由基、过氧化物等)的浓度。用不同剂量微波照射家兔，观察对组织氧化还原过程的影响，结果表明，用100~300mW/cm2剂量时，可显着减弱各种组织的氧化还原反应，而用排除热效应的剂量5~10mW/cm2照射，则可显着加强氧化还原反应。
2.造血功能和血象指标
近年来，国内有一些关于微波照射对动物造血功能影响的实验报道。例如，用36GHz(8.3mm)的微波，在环境功率密度0.85mW/cm2条件下，照射小鼠脱毛的腰背部15~30min，发现可使小鼠外周血中白细胞总数有不同程度的上升。照后19d仍明显高于正常值。在环境功率密度2.5mW/cm2时，对小鼠离体骨髓细胞悬液照射30~60min，结果骨髓细胞CFU-C的生成量比对照组增加20%，认为微波照射有加速血细胞增殖的作用。但是，若用大强度微波照射，会产生相反的结果。例如，用强度300mW/cm2左右微波对家兔进行多次全身照射，能引起一定的热效应，血象的变化是白细胞和红细胞数减少，凝血时间缩短。随着强度的减弱，血象变化程度也减轻，在强度为20mW/cm2时，仍有白细胞减少趋势，但在重复作用过程中能逐渐恢复正常。有实验报道，用0.5mW/cm2的微波照射动物6周后，出现造血系统和淋巴系统功能下降，但停照2个月后可恢复。在长期微波照射下，血清中总蛋白量和球蛋白升高，白蛋白下降，胆固醇升高，血中游离氨基酸含量升高，血液中的铁、铜、锌等离子及含金属离子的蛋白质量有显着变化。全身照射引起的血象变化可能包括热效应和非热效应，非热效应可能与神经系统的调节功能有关。
3.免疫功能
据文献报道，随着亚急性微波照射剂量不同，免疫反应可有增强或抑制的双重反应。如Baranski以3GHz连续波、强度3.5mW/cm2微波每天照射豚鼠3h，经3个月后可见淋巴组织增殖、淋巴细胞增加等免疫增强反应。而Szmigielski等用2.45GHz、5~15mW/cm2微波每天照射兔子或小鼠2h，3个月见粒细胞生成受到抑制，骨髓粒细胞储备减少，感染葡萄球菌后死亡率增加等免疫抑制反应。国内一则研究报道了用3GHz脉冲微波对大鼠分别作急性、亚急性和慢性照射的实验。当用1、5、7和12mW/cm2、60分钟/天照射小鼠2天后，用绵羊红细胞作血细胞凝集素效价(HAT)测定，结果见免疫增强反应，其中以成年鼠反应最敏感。
若用1、5、10mW/cm2每天照射3h，经3个月后，见到HAT反应减弱，并呈剂量-效应关系。
当用0.1mW/cm2和1.0mW/cm2照射大鼠5h/d，经11个月后，呈现HAT及嗜中性粒细胞吞噬活性有抑制作用。以上结果提示，短期适度照射对机体免疫功能有刺激作用，当延长照射时间则免疫效应可从刺激反应转向抑制，呈现代偿-适应-代偿不全的动力学过程，微波强度越大，该过程越短。
4.微波对电离辐射效应的影响
X射线、射线等电离辐射对人体有较强的损伤作用，同时也用来治疗肿瘤等疾病。用微波与电离辐射联合照射，会产生加重或减轻电离辐射的生物效应。
(1)微波与X射线联合照射。用小鼠做实验，若先用10mW/cm2、2800MHz微波每天照射1h，连续3d后，再用750R(伦琴，1R=2.58×10-4C/kg)的X射线全身照射，小鼠平均存活时间从单纯X射线照射的19d延长到26d，第44天的死亡率从100%降到67%。若先用X射线照射后，用微波照射30d，每天1h，小鼠平均存活时间为13d，第44天死亡率也是100%。用狗为实验对象，先用微波(100~150mW/cm2、2800MHz)照射30~360min，在1~32个月后再用340R的X射线照射，其60d的死亡率从单纯X射线照射的68%降到17%~40%。其大小依微波照射量和间隔时间而变。先用1656R的X射线照射后，过10~16个月用165mW/cm2的2800MHz微波照射128min，狗对微波热效应的敏感性比未受X射线照射的升高，白细胞增多且持久。若用1656R的X射线照射狗，同时用微波照射，其死亡率从30%增加到100%。用小鼠做实验，研究低强度微波与X射线联合照射对小鼠血液系统的影响，微波的频率3GHz，功率密度3~4.8mW/cm2，X射线积累剂量分别为12R[11天]、63.9R[6周]、124.1R[9周]、124.1R[9周]，每天照射1.5h，结果表明，与单纯X射线比较，白细胞数明显增高，中性粒细胞糖原含量升高，其他如中性粒细胞核DNA含量、骨髓细胞微核发生率等无明显差别。该实验表明，低强度微波与低剂量X射线联合照射，未表现明显协同损伤作用。
(2)微波与射线联合照射。用大鼠做实验，用2450MHz、10~15mW/cm2的脉冲和连续波分别照射，每天30min共25d，然后用线600R(30d半数致死剂量)做一次全身照射，30d后，脉冲微波照射存活率为5/6，连续微波和对照组皆为1/2。若用60C0400R照射狗，4d后再用165mW/cm2的微波照射120min，其死亡率从单纯射线组的30%升到70%。
以上的一些实验资料提示，大剂量的微波和电离辐射似有协同作用，小剂量不明显。在协同作用中，若在电离辐射造成放射病期间加微波照射能加重效应，电离辐射前用微波照射可使电离辐射效应减轻，“同时照射”似有加重作用。
5.关于微波作用的特异性
如上所述，微波被机体吸收后，可产生热效应与非热效应。在很低强度微波照射下，不足以引起生物体温度明显变化，但有明确的生物效应，这当然是微波作用的特异性表现。但是，在微波引起生物体明显温度变化情况下表现的生物效应，与其他加热方式产生相同温度变化时的生物效应是否相同？许多实验表明，二者之间也有区别。所以可以认为，微波对机体的特异作用包括生热作用和非热作用，即对于微波这种波段的电磁波，当机体吸收其能量后，在一般不是很弱的剂量条件下，会同时产生热作用和非热作用。在目前条件下，尚不能在有显着生热作用情况下把生热作用、非热作用从实验上区别研究。那么，仅就微波的生热作用而言，是否也与其他加热方式不同？一些研究提示，就机体的组织水平考虑，显然微波加热是非均匀性的。从细胞水平考虑，由于细胞膜、胞浆、核膜和核内物质的电学特性不同，微波对各部分的加热作用也会有所区别。目前电磁场在细胞和分子水平与生物物质的相互作用还了解得很不充分，是值得今后重视的研究课题。
1.2.6微波在生物体内能量分布的理论计算
我们从宏观角度讨论微波能量在生物体内的分布。由于生物组织的复杂性，定量研究生物体内电磁场的分布是比较困难且尚未很好解决的问题。其方法可分两类：基于把生物体的几何形状理想化的分析求解法；对复杂生物体受电磁波照射情况下列出积分方程进行数值求解。
1.用SIT方法计算生物体内电磁能量分布
对于物体的能量吸收问题，一般采用对特定频率适用的简单模型，如柱体模型，频率上限为600MHz。高频时常采用几何光学方法，求出渐近解，该方法频率下限为20GHz。对于中间频率，Kastner等用频域的迭代方法(SIT)计算柱体内部的散射场。下面介绍一例国内近年报道的用SIT法计算生物体内电场分布的研究。
二维频域迭代方法的基本思路是将处理低频问题的积分方程方法和处理高频的几何绕射理论相结合。在频域中，电流和电场由频域中的并矢格林函数相联系。
运算第一步是先猜想一个电流初始值J(0)，然后进行循环运算，直到满足一定精度为止。
对任意形状的有耗介质柱，可分成很多平行板结构的组合，每个板表面分布有极化电流，对每个板，分别采用上图的方法迭代其内部电场。该方法对计算2450MHz平面波入射时无限长生物介质柱体内电场分布有一定适用性。
2.电磁脉冲辐射时生物体内的场分布
电磁辐射的生物作用不但与入射的能量或能量密度有关，而且与入射形式有关。下面介绍一种用时间跟踪方法计算电磁脉冲照射时生物体内场分布的研究。入射脉冲照射生物体后，生物组织将辐射出散射场，故生物体内外的电磁场都是入射场和散射场的叠加：
这里Ei和Hi分别表示入射电场和磁场；Es和Hs分别表示散射电场和磁场。散射场就是入射脉冲作用下生物体产生的等效电流的辐射场，等效电流J由下式定义。
由式(1.11)可看出，任何时间的场E(r，t)只与此一时间以前的等效电流有关，因此，可以按照时间序列逐步算出电磁脉冲辐射下生物体内电磁场分布。
1.3低频强电场对人和生物的影响
随着电力工业的发展，电网容量的增大及电网电压的升高，工频电磁场对周围环境的影响已经越来越受到人们的关注了。输电线路及电力设备对周围环境的污染已经到了不可忽视的程度，其对环境的影响主要体现在对人体健康的危害及对电力系统的控制设备的可靠运行的危害。
1.3.1输变电走廊的工频场强分布特点