利用微波技術研究物質在微波場作用下的物理和化學行為的交叉學科。微波可以直接與化學體系發生作用從而促進各類化學反應的進行，微波對凝聚態物質的化學作用主要屬於這一類；而微波對氣體物質的作用，則一般是在微波的誘導下，氣體先轉變成等離子體，而後在化學反應中加以利用，這也就是所謂的微波等離子體化學，是廣義微波化學所涵蓋的內容。微波化學是在利用光、聲、電等物理方法實施化學反應之後又一個新領域。
微波化學是從從微波等離子體化學開始發展的。最早在化學研究中利用微波的事例是1952年H.P.佈羅伊達等用同軸諧振腔獲得微波誘導等離子體的辦法，以原子發射光譜法測定瞭氫–氘混合氣體中氘的同位素豐度，並在此基礎上逐漸形成微波等離子體分析化學。微波用於凝聚態合成化學的研究始於1986年R.J.吉蓋雷對蒽和馬來酸二甲酯的環加成反應和R.格迪對苯甲酸和醇的酯化反應的研究。1992年在荷蘭的佈勒克倫召開首屆世界微波化學大會，標志著微波化學的誕生。
微波化學已廣泛地應用於無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、高分子化學、環境化學等各領域。將微波用於有機化學合成，可以使反應速率比傳統加熱方法快幾倍至幾千倍，且具有操作方便、產率高、產品易純化等特點（見微波有機合成）。微波在化學中應用最廣泛的領域是分析化學，除微波吸收光譜分析、等離子體原子光譜分析外，還可用於溶樣、萃取、脫附、幹燥、分離富集、顯色反應及形態分析等。微波在無機合成、高分子聚合以及煉油、冶金等領域的應用也在不斷地開拓。
推薦書目
金欽漢. 微波化學. 北京: 科學出版社, 1999.