爐腔又稱加熱室，是微波爐重要的構成部件，也是用來加熱食物的空間。一般，從磁控管天線端輸出的微波能量是通過波導其它傳輸機構輸入到爐腔內來加熱食物。

爐腔一般是做成一個矩形的金屬箱子，箱子的四周邊用凸點焊接的方法焊接起來。為了保證微波能量限在箱內，不被泄漏出來，焊點之間間隔距離應小于四分之一波長。

爐腔的幾何尺寸是根據微波原理設計、計算的。它首先保證爐腔的阻抗與磁控管的輸出阻抗相匹配，這樣爐腔就能向磁控管獲得最大的微波功率。其次，在爐腔中，電場的分布盡可能均勻些，這樣食物加熱也能做到比較均勻。

另外，為了讓食物在微波爐內加熱均勻，爐腔內設有專門的裝置。早先生產的微波爐，在爐腔頂部安裝了一個像風扇樣的裝置，稱為攪拌器。它的作用是在微波爐工作時，金屬葉片不停旋轉，使得磁控管發射的微波能量隨著葉片的位置、角度變化而不斷改變，這樣食品受到輻射的微波能量趨于平穩，受熱均勻。