Принцип работы микроволнового радиометра заключается в регистрации излучения, которое излучают и поглощают вещества в твёрдом, жидком и газообразном состоянии (земная поверхность, океаны, полярные льды, снег и растительность). 1 Количество излучения выражают с помощью яркостной температуры — эквивалента температуры абсолютно чёрного тела. 1

Некоторые этапы работы:

1. Приём сигнала антенной. 1 Частота сигнала изменяется в сторону промежуточных радиочастот с помощью осциллятора, установленного внутри радиометра. 1
2. Увеличение мощности сигнала усилителем. 1 На этом этапе сигнал регистрируется системой в режиме полной мощности. 1
3. Регистрация сигнала путем разбивания его на несколько частотных полос с помощью спектрометра. 1

Также в некоторых моделях микроволновых радиометров принцип работы заключается в уравнивании энергий входного сигнала антенны и опорного генератора шума. 2 Это реализуется изменением длительности сигнала широтно-импульсной модуляции. 2