微波对射探测器由微波发射机和微波接收机成对组成，其中微波发射机由调制信号控制电路、微波发生器、阵列发射天线以及探测器外壳组成；微波接收机由探测器外壳、阵列接收天线、信号检测器、信号分析和报警控制电路组成。探测器工作时，微波发射机经阵列天线发射出经过调制的微波射束，微波接收机经过阵列天线可靠接收到微波发射机发出的调制微波信号后，当微波接收机收到的信号保持不变或变化量不足以达到接收机输出报警信号的阈值时，接收机就保持在一个稳定的正常工作信号输出状态；此时在微波发射机和微波接收机之间形成的是一道不可见的纺锤状立体防范区域（微波墙），微波墙的高度和宽度由微波发射机和微波接收机的阵列天线所形成的束角决定，探测器的有效探测距离由微波发射机的发射功率、波束角度、微波接收机的灵敏度所决定。

当有物体从微波发射机和微波接收机形成的微波防线穿越或停留，微波接收机收到的信号产生变化，当变化量达到接收机设定的报警阈值时，微波接收机输出信号状态就发生改变（产生报警）。

微波对射探测器一般选用X波段或K波段的微波作为探测信号源，由于微波的穿透力高，所以微波对射在户外使用时很难受到自然环境的影响而产生误报。因此微波对射早期主要作为军事、石油、重点工业单位、重点保护单位的周界防入侵探测器。由于国内真正研发生产微波对射探测器的企业非常少，所以微波对射探测器一直以来都被国外的企业所垄断，国外的微波对射在国内售价非常高，调试过程也很复杂。