Οι ιατροί χρησιμοποιούν συχνά εξοπλισμό διαθερμίας μικροκυμάτων, ο οποίος παράγει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που παράγει θερμότητα στους ιστούς του σώματος. Είναι ένας από τους κοινώς χρησιμοποιούμενους τύπους διαθερμίας, ο οποίος περιλαμβάνει επίσης διαθερμία βραχέων κυμάτων και υπερήχους. Το εκπαιδευμένο προσωπικό χρησιμοποιεί γενικά τη διαθερμία ως μόνο ένα από τα συστατικά ενός θεραπευτικού σχήματος και η θεραπεία με μικροκύματα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί παρουσία ενεργών λοιμώξεων, εγκυμοσύνης ή μεταλλικών εμφυτευμάτων. Οι παρενέργειες της διαθερμίας μικροκυμάτων περιλαμβάνουν την πιθανότητα εμφάνισης δερματικών εγκαυμάτων από θερμαινόμενη εφίδρωση.
Οι μηχανές διαθερμίας αποτελούνται γενικά από μια πηγή ενέργειας που στέλνει ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα μαγνήτρον, μια δομή που μοιάζει με σωλήνα με εξωτερικούς μαγνήτες. Ο συνδυασμός του ηλεκτρικού ρεύματος και του μαγνητικού πεδίου παράγει μικροκύματα, τα οποία βρίσκονται μεταξύ του μήκους κύματος των ραδιοκυμάτων και της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Στο εξωτερικό του ντουλαπιού του μηχανήματος είναι προσαρτημένοι ένας ή δύο ρυθμιζόμενοι βραχίονες, ο καθένας από τους οποίους έχει μια ακραία διάταξη εφαρμογής. Ο στρογγυλός ή ορθογώνιος εφαρμοστής έχει μια επίπεδη επιφάνεια στη μία πλευρά που λειτουργεί ως κεραία μέσω της οποίας ταξιδεύουν τα μικροκύματα. Το μηχάνημα εκπέμπει μικροκύματα είτε σε συνεχή είτε σε παλμική λειτουργία σε συχνότητα είτε 915 megahertz είτε 2,456 megahertz.
Το προσωπικό ελέγχει επίσης το πλάτος της εκπεμπόμενης δέσμης, συγκεντρώνοντας τα μικροκύματα σε καθορισμένες περιοχές, όπου η ακτινοβολία διεγείρει τα μόρια στα υγρά του ιστού. Τα αποτελέσματα της μικροκυματικής διαθερμίας περιλαμβάνουν την ανάπτυξη θερμότητας καθώς τα μόρια κινούνται με αυξημένο ρυθμό ταχύτητας. Μελέτες δείχνουν ότι μέσα σε πέντε έως δέκα λεπτά, η θερμοκρασία του υγρού αυξάνεται έως και τέσσερις βαθμούς υψηλότερα από το κανονικό. Οι θεραπευτές πιστεύουν επίσης ότι τα μικροκύματα διεισδύουν στον ιστό πιο βαθιά, παράγοντας θερμότητα στους μαλακούς ιστούς πιο αποτελεσματικά από τα συμβατικά θερμά πακέτα.
Όταν το υγρό στους ιστούς θερμαίνεται, οι αγγειακές δομές χαλαρώνουν, αυξάνοντας τη ροή του αίματος. Οι θεραπευτές προτείνουν ότι η ενίσχυση της κυκλοφορίας των προσβεβλημένων περιοχών ξεπλένει τις φλεγμονώδεις χημικές ουσίες, τη βραδυκινίνη και την ισταμίνη, από τα σημεία τραυματισμού. Η αυξημένη θερμοκρασία αυξάνει επίσης τις διαδικασίες κυτταρικής αναπαραγωγής και επιδιόρθωσης αυξάνοντας τα διαθέσιμα θρεπτικά συστατικά και το οξυγόνο. Άλλα οφέλη της διαθερμίας μικροκυμάτων περιλαμβάνουν τη χαλάρωση του συνδετικού και μυϊκού ιστού, η οποία αυξάνει την κινητικότητα και μειώνει τους μυϊκούς σπασμούς. Η θερμότητα μεταβάλλει επίσης τη διέγερση του νευρικού ιστού, η οποία μειώνει τα σήματα πόνου που λαμβάνονται από τον εγκέφαλο.
Οι χειροπράκτες και οι φυσιοθεραπευτές μπορούν να κατευθύνουν τις θεραπείες διαθερμίας μικροκυμάτων προς τους υποδόριους ιστούς που βρίσκονται οπουδήποτε στα άκρα ή τον κορμό. Οι ασθενείς συνήθως λαμβάνουν διαθερμία για 20 έως 30 λεπτά ως θεραπεία για την αρθρίτιδα στα χέρια ή τα πόδια, τον τραυματισμό των μαλακών ιστών και την επούλωση τραυμάτων. Η έρευνα δείχνει ότι η διαθερμία μικροκυμάτων μειώνει επίσης σημαντικά τον πόνο και άλλα συμπτώματα σε γυναίκες που έχουν διαγνωστεί με δυσμηνόρροια. Ορισμένοι θεραπευτές χρησιμοποιούν επίσης διαθερμία μικροκυμάτων στη θεραπεία της ψωρίασης.