微波杀菌的原理是利用微波能对水分子进行加热，使之产生高速振动，这种振动足以破坏细菌细胞结构，从而达到杀死细菌的目的。这种过程可以分为几个关键步骤。
首先，微波电磁波与物体内部水分子发生相互作用。当这些水分子被激发时，它们开始高速旋转和跳跃，产生巨大的热力学能量。这个过程类似于摩擦产生热量，但速度远快于常规摩擦，因此能够迅速地加热物体内部。
其次，高温导致了水蒸气压力的急剧上升，这种压力变化会严重影响到细菌细胞膜的稳定性。通常情况下，细菌细胞膜由脂质双层构成，当温度升高时，这些脂质开始变得不稳定，最终导致细胞膜崩溃，从而使得細胞內部含有的重要组件无法正常运作，最终导致細胞死亡。
再者，高温还能够破坏或干扰到细菌内的一些酶系统，如DNA聚合酶等，这些酶对于维持細胞生命活动至关重要，一旦被破坏，则細胞无法进行正常代谢，也就是说它会因为缺乏必要的生化反应而迅速死亡。
此外，在某些情况下，如果环境条件允许，那么在微波处理中可能存在着氧化应激反应。在这种反应中，活性氧（ROS）会生成并攻击生物体。这是一种自然界中的保护机制，但是如果超出了一定的限度，就可能成为致命伤害，对于没有适应机制的小型有机体来说，比如细菌来说，是致命性的。
最后，在实际应用中，还需要考虑的是传感器技术和控制系统。如果没有精确控制设备来监测和调整微波功率、时间以及食品材料的湿度等参数，那么即便是最有效的手段也可能因误操作造成食材烹饪不足或过度，而这将直接影响到杀灭病原体效果，并且增加了食材变质甚至食毒风险。
总结来说，通过利用特定的频率范围内电磁场对水分子的加热效应，我们可以在短时间内快速均匀地加热食品内部，同时保持表面冷却，以避免烹饪过程中的焦糖化现象。此方法不仅节省能源，而且可大幅减少营养素流失，因为传统蒸汽蒸煮往往伴随着较长时间的大规模蒸发。而且，由于所有这些都是基于物理原理，没有添加任何化学品，所以完全符合绿色环保要求，可以保证食品安全性，同时还具有很好的美味保存效果。
