Η ιδέα της χρήσης ραδιοκυμάτων για την ανίχνευση αντικειμένων χρονολογείται από το 1902, αλλά το πρακτικό σύστημα που οι άνθρωποι γνωρίζουν ως ραντάρ ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του 1930. Βρετανοί εφευρέτες, με τη βοήθεια ερευνών από άλλες χώρες, ανέπτυξαν ένα υποτυπώδες σύστημα προειδοποίησης που μπορούσε να ανιχνεύσει αντικείμενα που κινούνταν προς την ακτογραμμή της Αγγλίας. Το σύστημα χρησιμοποίησε ραδιοκύματα υψηλής συχνότητας για να ανιχνεύσει γερμανικά αεροπλάνα και να υπολογίσει την απόστασή τους. Αυτός ο σκοπός οδήγησε στον όρο, ο οποίος είναι στην πραγματικότητα ένα αρκτικόλεξο για το RAdio Detection And Ranging.
Η αρχή πίσω από αυτήν την τεχνολογία μπορεί να ακούγεται σύγχυση στην αρχή, αλλά ένα απλό πείραμα μπορεί να δείξει τα βασικά. Ένα άτομο με πολύ ακριβές χρονόμετρο και σούπερ ακοή βλέπει την πλαγιά ενός βουνού κάπου μακριά. Κρατάει το χρονόμετρο στο ένα χέρι και αρχίζει να χρονομετράει καθώς ουρλιάζει όσο πιο δυνατά μπορεί προς το βουνό. Όταν ακουστεί ο πρώτος απόηχος της φωνής της, σταματά να χρονομετράει. Έχει γίνει πλέον μια βασική μονάδα ραντάρ — αφού γνωρίζει πόσο γρήγορα ταξιδεύει ο ήχος, μπορεί να υπολογίσει την απόσταση μεταξύ της και του βουνού χρησιμοποιώντας τον χρόνο που έχει περάσει στο χρονόμετρο.
Το ραντάρ λειτουργεί με πολλές από τις ίδιες αρχές που αποδείχθηκαν σε αυτό το πείραμα. Αντί για ένα άτομο να ουρλιάζει, μια ισχυρή δέσμη ραδιοφώνου εκπέμπεται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα. Όταν αυτή η έκρηξη ραδιοενέργειας χτυπήσει ένα στερεό αντικείμενο, τουλάχιστον μέρος αυτής της ενέργειας θα αντανακλάται πίσω στον πομπό. Αυτό το σήμα μπορεί να μην είναι πολύ ισχυρό, αλλά ένας ευαίσθητος ηλεκτρονικός δέκτης μπορεί να το ενισχύσει. Ο πομπός και ο δέκτης είναι συνήθως τοποθετημένοι κοντά, όπως το στόμα και τα αυτιά ενός ατόμου.
Υπολογίζοντας την ταχύτητα των ραδιοκυμάτων και το χρόνο που χρειάζεται για να αναπηδήσει το σήμα από το αντικείμενο και να χτυπήσει τον δέκτη, ένας χειριστής ραντάρ μπορεί να μετρήσει την απόσταση μεταξύ του ίδιου και του αντικειμένου. Η μετακίνηση του πομπού σε διαφορετικά σημεία επιτρέπει στον χειριστή να λαμβάνει πολλαπλές επιστροφές. Όλες αυτές οι μεμονωμένες αντανακλάσεις συνδυάζονται για να εκτιμηθεί το μέγεθος του αντικειμένου ή των αντικειμένων που χτυπιούνται.
Η τεχνολογία έχει βελτιωθεί σημαντικά από τις ημέρες του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, αλλά οι βασικές αρχές παραμένουν οι ίδιες. Οι υπολογισμοί σχετικά με την ταχύτητα και την κατεύθυνση ενός αντικειμένου γίνονται από τα αποτελέσματα των δεδομένων πομπού και δέκτη. Όταν μια κεραία ραντάρ φαίνεται να περιστρέφεται στη θέση της, στέλνει χιλιάδες σήματα και τα λαμβάνει εξίσου γρήγορα.
Οι ραδιοσυχνότητες στα σύγχρονα συστήματα βρίσκονται πλέον σε μεγάλο βαθμό στην περιοχή μικροκυμάτων, σε αντίθεση με τις ραδιοσυχνότητες βραχέων κυμάτων που χρησιμοποιούν οι Βρετανοί εφευρέτες. Οι παρεμβολές ραντάρ χρησιμοποιούν αντίστοιχες συχνότητες για να μπερδέψουν τους δέκτες που αναζητούν αυθεντικές, αλλά οι συχνότητες μικροκυμάτων είναι πολύ πιο δύσκολο να μπλοκάρουν.