Το μαγνήτρον κοιλότητας είναι ένας τύπος σωλήνα κενού που παράγει μικροκύματα, τα οποία είναι ραδιοκύματα μικρού μήκους κύματος. Τα ρεύματα ηλεκτρονίων χειραγωγούνται από μαγνητικά πεδία, προκαλώντας εκπομπή μικροκυμάτων. Το πρώτο μαγνήτρον κοιλότητας αναπτύχθηκε από δύο Βρετανούς φυσικούς το 1940 και οδήγησε στην ανάπτυξη φορητών μονάδων ραντάρ. Σήμερα, αυτές οι συσκευές εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό ραντάρ και ως γεννήτρια ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που χρησιμοποιεί κάθε φούρνος μικροκυμάτων για να μαγειρέψει φαγητό.
Μια κάθοδος είναι τοποθετημένη στο κέντρο μιας κοίλης ανόδου σε σχήμα κυλίνδρου. Η κεντρική κοιλότητα, η οποία έχει επίσης σχήμα κυλίνδρου, συνδέεται με περαιτέρω μικρότερες κοιλότητες στο εξωτερικό τοίχωμα του κυλίνδρου και ένας μεγάλος μαγνήτης είναι τοποθετημένος σε κάθε άκρο. Τα μαγνητικά πεδία αναγκάζουν τα ηλεκτρόνια να περιστρέφονται γύρω από την κάθοδο καθώς ταξιδεύουν προς την άνοδο αντί να κινούνται σε ευθεία γραμμή. Η αλληλεπίδραση της ροής ηλεκτρονίων με το μαγνητικό πεδίο προκαλεί ένα πεδίο ηλεκτρικού συντονισμού μέσα στις κοιλότητες του εξωτερικού τοιχώματος του κυλίνδρου, το οποίο εκπέμπει μικροκύματα. Ένα μαγνήτρον κοιλότητας μπορεί να σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να εκπέμπει μικροκύματα επιθυμητής συχνότητας.
Η ανάπτυξη του μαγνητρονίου κοιλότητας ήταν μια από τις πιο σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία τον 20ο αιώνα. Η εφαρμογή του επέτρεψε την τοποθέτηση φορητών μονάδων ραντάρ σε πλοία και αεροπλάνα, καθώς και να κάνει τα επίγεια ραντάρ πολύ πιο αποτελεσματικά και αποτελεσματικά. Αυτή η βελτιωμένη τεχνολογία ραντάρ πιστώνεται ευρέως ότι έδωσε στους Συμμάχους ένα σημαντικό πλεονέκτημα έναντι των δυνάμεων του Άξονα στην περιοχή αυτή κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου.
Το 2011, τα μαγνητρόνια κοιλότητας εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως για συστήματα ραντάρ, αν και οι νεότερες τεχνολογίες που χρησιμοποιούν εναλλακτικούς πομπούς αρχίζουν να τα αντικαθιστούν. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ίδια η φύση των ταλαντευόμενων ηλεκτρικών πεδίων που εκπέμπουν τα μικροκύματα καθιστά δύσκολο τον συντονισμό τους σε ακριβείς στενές ζώνες συχνοτήτων, καθώς και σε άλλα ζητήματα, όπως η ανθρώπινη εγγύτητα σε ισχυρή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όταν αυτά τα συστήματα είναι τοποθετούνται σε αεροπλάνα και πλοία του πολεμικού ναυτικού. Τα υπάρχοντα συστήματα ραντάρ γενικά δεν αντικαθίστανται ούτε αναβαθμίζονται και για το λόγο αυτό, τα μαγνητρόνια κοιλότητας θα συνεχίσουν να είναι σε λειτουργία στον εξοπλισμό ραντάρ για πολλά χρόνια ή και δεκαετίες.
Οι φούρνοι μικροκυμάτων χρησιμοποιούν μαγνητόνια κοιλότητας, αν και πολύ μικρότερα και λιγότερο ισχυρά από αυτά που χρησιμοποιούνται για εξοπλισμό ραντάρ. Σε ένα φούρνο μικροκυμάτων, τα μικροκύματα κατευθύνονται στο κουτί μαγειρέματος και διανέμονται από έναν διαχύτη, ο οποίος βοηθά τα τρόφιμα να μαγειρεύονται πιο ομοιόμορφα. Οι περισσότεροι φούρνοι μικροκυμάτων χρησιμοποιούν μαγνήτρον κοιλότητας που εκπέμπει έως και 2500 Watt περίπου στην περίπτωση μεγάλων εμπορικών μοντέλων, ενώ πολύ ισχυρά μάγνητρον κοιλότητας που χρησιμοποιούνται για εφαρμογές ραντάρ μπορούν να παράγουν εκατομμύρια Watt.