Lekarze często używają sprzętu do diatermii mikrofalowej, który wytwarza promieniowanie elektromagnetyczne, które generuje ciepło w tkankach ciała. Jest to jeden z powszechnie stosowanych rodzajów diatermii, do którego zalicza się również diatermię krótkofalową i ultradźwięki. Przeszkolony personel na ogół stosuje diatermię jako tylko jeden ze składników schematu terapii, a leczenie mikrofalami nie może być stosowane w przypadku aktywnych infekcji, ciąży lub implantów metalowych. Skutki uboczne diatermii mikrofalowej obejmują możliwość wystąpienia oparzeń skóry w wyniku gorącego potu.
Urządzenia do diatermii zazwyczaj składają się ze źródła zasilania, które przesyła prąd elektryczny do magnetronu, struktury przypominającej rurkę z zewnętrznymi magnesami. Połączenie prądu elektrycznego i pola magnetycznego wytwarza mikrofale, które znajdują się pomiędzy długością fali fal radiowych a promieniowaniem podczerwonym. Na zewnątrz szafki maszyny przymocowane jest jedno lub dwa regulowane ramiona, każde z aplikatorem końcowym. Okrągły lub prostokątny aplikator ma z jednej strony płaską powierzchnię, która działa jak antena, przez którą przechodzą mikrofale. Urządzenie emituje mikrofale w trybie ciągłym lub pulsacyjnym z częstotliwością 915 megaherców lub 2,456 megaherców.
Personel kontroluje również szerokość emitowanej wiązki, koncentrując mikrofale na wyznaczonych obszarach, gdzie promieniowanie wzbudza cząsteczki w płynach tkankowych. Efekty diatermii mikrofalowej obejmują wydzielanie ciepła, gdy cząsteczki poruszają się ze zwiększoną prędkością. Badania wskazują, że w ciągu pięciu do dziesięciu minut temperatura płynu wzrasta do czterech stopni wyżej niż normalnie. Terapeuci uważają również, że mikrofale penetrują tkanki głębiej, wytwarzając ciepło w tkankach miękkich skuteczniej niż konwencjonalne ciepłe okłady.
Gdy płyn w tkankach jest podgrzewany, struktury naczyniowe rozluźniają się, zwiększając przepływ krwi. Terapeuci sugerują, że poprawa krążenia w dotkniętych obszarach powoduje wypłukiwanie zapalnych substancji chemicznych, bradykininy i histaminy z miejsc urazu. Podwyższona temperatura zwiększa również replikację komórek i procesy naprawcze poprzez zwiększenie dostępnych składników odżywczych i tlenu. Inne zalety diatermii mikrofalowej to rozluźnienie tkanki łącznej i mięśniowej, co zwiększa mobilność i zmniejsza skurcze mięśni. Ciepło zmienia również pobudzenie tkanki nerwowej, co zmniejsza sygnały bólu odbierane przez mózg.
Kręgarze i fizjoterapeuci mogą kierować zabiegi diatermii mikrofalowej na tkanki podskórne znajdujące się w dowolnym miejscu kończyn lub tułowia. Pacjenci zazwyczaj otrzymują diatermię przez 20 do 30 minut jako leczenie zapalenia stawów rąk lub stóp, urazów tkanek miękkich i gojenia się ran. Badania wskazują, że diatermia mikrofalowa znacząco zmniejsza również ból i inne objawy u kobiet z bolesnym miesiączkowaniem. Niektórzy terapeuci stosują również diatermię mikrofalową w leczeniu łuszczycy.