Käsite radioaaltojen käyttämisestä esineiden havaitsemiseen ulottuu jo vuoteen 1902, mutta käytännön järjestelmä, jonka ihmiset tietävät tutkaksi, alkoi 1930 -luvun lopulla. Brittiläiset keksijät kehittivät muiden maiden tutkimusten avulla alkeellista varoitusjärjestelmää, joka pystyi havaitsemaan Englannin rannikkoa kohti liikkuvat esineet. Järjestelmä käytti korkeataajuisia radioaaltoja havaitsemaan saksalaisia lentokoneita ja laskemaan niiden etäisyyden. Tämä tarkoitus johtaa termiin, joka on itse asiassa lyhenne sanoista RAdio Detection And Ranging.
Tämän tekniikan periaate voi kuulostaa aluksi hämmentävältä, mutta yksinkertainen kokeilu voi osoittaa perusasiat. Henkilö, jolla on erittäin tarkka sekuntikello ja superkuulo, on päin vuoren sivua jossain kaukaa. Hän pitää sekuntikelloa toisessa kädessään ja aloittaa ajoituksen, kun hän huutaa niin kovaa kuin pystyy kohti vuorta. Kun hänen äänensä ensimmäinen kaiku kuuluu, hän lopettaa ajoituksen. Hänestä on nyt tullut tutkan perusyksikkö – koska hän tietää kuinka nopeasti ääni kulkee, hän voi laskea etäisyyden itsensä ja vuoren välillä käyttämällä sekuntikellon kulunutta aikaa.
Tutka toimii monien samojen periaatteiden mukaisesti kuin tässä kokeessa. Sen sijaan, että yksi henkilö huutaisi, voimakas radiosäde lähetetään tietyllä taajuudella. Kun tämä radioenergian puhkeaminen iskee kiinteään esineeseen, ainakin osa tästä energiasta heijastuu takaisin lähettimeen. Tämä signaali ei ehkä ole kovin voimakas, mutta herkkä elektroninen vastaanotin voi vahvistaa sitä. Lähetin ja vastaanotin on yleensä asennettu lähelle toisiaan, aivan kuten ihmisen suu ja korvat.
Laskemalla radioaaltojen nopeuden ja ajan, joka kuluu, kun signaali pomppaa pois esineestä ja osuu vastaanottimeen, tutkan käyttäjä voi mitata etäisyyden itsensä ja kohteen välillä. Lähettimen siirtäminen eri pisteisiin antaa käyttäjälle mahdollisuuden vastaanottaa useita palautuksia. Kaikki nämä yksittäiset heijastukset yhdistetään estimoidun kohteen tai esineiden koon arvioimiseksi.
Tekniikka on parantunut huomattavasti toisen maailmansodan ajoista, mutta sen perusperiaatteet ovat edelleen samat. Laskut kohteen nopeudesta ja suunnasta tehdään lähettimen ja vastaanottimen datan tuloksista. Kun tutka -antenni nähdään pyörivän paikallaan, se lähettää tuhansia signaaleja ja vastaanottaa ne yhtä nopeasti.
Nykyaikaisten järjestelmien radiotaajuudet ovat nyt suurelta osin mikroaaltoalueella, toisin kuin brittiläisten keksijöiden käyttämät lyhytaaltoradiotaajuudet. Tutkahäiriöt käyttävät vastaavia taajuuksia hämmentääkseen aitoja vastaanottavia vastaanottimia, mutta mikroaaltojen taajuudet ovat paljon vaikeampia tukkia.