Mikroaaltosäteilyn vaarat riippuvat altistumisajasta, etäisyydestä lähteestä ja säteilevän laitteen tehotasosta. Mikroaaltosäteilyn vaarojen laskeminen riippuu merkittävästi siitä, mihin se kuuluu säteilyspektrillä, korkean taajuuden aalloista, kuten gammasäteistä tämän luettelon yläosassa, matalan taajuuden aaltoihin, kuten radioaalloihin lähellä pohjaa. Mikroaaltotaajuudet ovat hieman energisempiä kuin radioaallot, kun taas televisioiden ja tietokoneen näyttöjen säteily laskee välittömästi radioaaltojen alapuolelle ja luokitellaan erittäin matalataajuiseksi (ELF) säteilyksi. Ionisoiva säteily on myös paljon vaarallisempaa kuin ionisoimaton säteily, koska se voi vahingoittaa ihmisen solujen DNA: ta. Suuren energian gammasäteet, röntgensäteet ja jotkut ultraviolettisäteet ovat ionisoivia, mutta eivät mikroaaltoja.
Mikroaaltouunin säteilyn teho on itse asiassa vähemmän energinen kuin tavallisen näkyvän valon. Tämä ei tarkoita sitä, että mikroaaltouuni ei aiheuta riskejä ollenkaan, koska altistuminen sille voi olla melko yleistä. Uunit eivät ainoastaan säteile mikroaaltosäteilyä, vaan myös matkapuhelimet.
Erityisesti mikroaaltouunien osalta suurin vaara on läheisyys. Tavallinen mikroaaltouuni lähettää noin 600-700 wattia tehoa ruoanlaittoon. Yhdysvaltojen liittovaltion ohjeiden mukaan suurin sallittu säteilyn vuoto käytössä olevasta mikroaaltouunista on 5 milliwattia, mikä on 0.005 wattia neliösenttimetriä kohti (5 mW/cm2). Tämä säteilyvuoto putoaa myös kertoimella 10 etäisyydellä lähteestä. Jos joku saisi 5 millivattia valotusta ollessaan tuumaa (2.5 senttimetriä) mikroaaltouunista sen toimiessa, 10 senttimetrin (25.4 tuuman) taaksepäin siirtyminen vähentäisi tätä valotusta 100 -kertaisesti tai 0.00005 wattiin.
Sen sijaan matkapuhelimen mikroaaltosäteilyn taso on noin yksi millivattia senttimetriä kohti (1 mW/cm2). Mikroaaltouunitornit matkapuhelinsignaaleille ovat tyypillisesti 300 wattia. Tyypillisten mikroaaltojen tehotasojen kännykkätornien läheisyydessä olevissa taloissa on osoitettu olevan miljoona kertaa alle kansainvälisen säteilysuojeluliiton (IRPA) asettamat rajat.
Jos pidät matkapuhelinta ja sen vastaanottoantennia hieman pois päästä, koteloit ne kantolaukkuun tai käytät korvapuhelimia niin, että laite voidaan asettaa kauas, mikroaaltouunille altistuminen vähenee suuressa määrin. Kuitenkin käynnissä olevat tutkimukset matkapuhelinten mahdollisista vaaroista, etenkin jos niitä käyttävät kasvavat lapset, jatkuvat. Poliisien partioautoissa käyttämät tutkatunnistimet tuottavat myös mikroaaltoja, ja näitä yksiköitä tutkitaan sen määrittämiseksi, onko olemassa pitkäaikainen altistumisriski, mutta toistaiseksi todisteet eivät ole osoittaneet haitallisia vaikutuksia. Tästä uutisesta huolimatta Venäjällä tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että pitkäaikainen altistuminen erittäin pienille mikroaaltosäteilyille voi aiheuttaa terveysriskejä, ja tämä on johtanut Venäjän ja Euroopan unionin turvallisiin raja-arvoihin 1 mW/cm2 verrattuna Yhdysvaltojen vakiintuneisiin raja-arvoihin 5 mW/cm2.
Luultavasti suurin mikroaaltosäteilyn vaara vuodesta 2011 on mahdolliset riskit sen toiminnalle tietyille elintarvikemolekyyleille kypsennettäessä. On osoitettu, että mikroaaltouunissa kypsentäminen voi denaturoida proteiineja, vitamiineja ja kivennäisaineita hajottamalla ne pienemmiksi molekyyleiksi, joilla on vähän ravintoarvoa. Kypsennysprosessi voi myös luoda radiolyyttisiä yhdisteitä, kemikaaleja, jotka hajoavat säteilyn vaikutuksesta ja jotka voivat aiheuttaa terveysriskejä, kuten syöpää aiheuttavia, immuunitoiminnan heikentymistä tai muistin heikkenemistä. Näiden tuntemattomien syiden vuoksi vauvanruokaa ja verensiirtoa varten tarkoitettua verta ei koskaan lämmitetä mikroaaltouunilla sairaaloissa. Tiedetään myös, että tietyt pehmeät muoviset elintarvikepakkaukset voivat huuhtoa muoviseoksia ruokaan, jos niitä käytetään astiassa tai peitteenä mikroaaltouunissa, ja siksi on suositeltavaa, että elintarvikkeet mikroaaltouunitetaan vain lasissa tai muovissa, joka on selvästi merkitty mikroaaltouuniksi -turvallinen.