Mikrolainekiirguse ohud sõltuvad kokkupuute ajast, kaugusest allikast ja kiirgava seadme võimsustasemest. Mikrolainekiirguse ohtude arvutamine sõltub oluliselt sellest, kuhu see kiirgusspektris langeb, alates kõrgsageduslainetest, nagu gammakiired, selle loendi ülaosas kuni madala sagedusega laineteni, nagu raadiolained, mis asuvad loendi alumises osas. Mikrolaine sagedused on veidi energilisemad kui raadiolained, samas kui telerite ja arvutiekraanide kiirgus langeb vahetult alla raadiolainete kiirguse ja liigitatakse ülimadala sagedusega (ELF) kiirguseks. Ioniseeriv kiirgus on ka palju ohtlikum kui mitteioniseeriv kiirgus, kuna see võib kahjustada inimese rakkude DNA-d. Suure energiaga gammakiirgus, röntgenikiirgus ja osa ultraviolettkiirgust on ioniseerivad, kuid mitte mikrolained.
Mikrolaineahju kiirguse võimsus on tegelikult vähem energiline kui tavalise nähtava valguse oma. See ei tähenda, et mikrolainekiirgus ei kujuta endast üldse riske, sest kokkupuude sellega võib olla üsna tavaline. Mikrolainekiirgust ei kiirga mitte ainult ahjud, vaid ka mobiiltelefonid.
Konkreetselt mikrolaineahjude puhul on peamiseks ohuks lähedus. Tavaline mikrolaineahi eraldab toidu valmistamiseks umbes 600–700 vatti võimsust. Ameerika Ühendriikide föderaaljuhiste kohaselt on kasutatava mikrolaineahju maksimaalne lubatud kiirgusleke 5 millivatti, mis on 0.005 vatti ruutsentimeetri kohta (5 mW/cm2). See kiirgusleke väheneb ka 10 korda allika kauguse ruuduga. Kui keegi saaks 5 millivatti säritust, olles selle töötamise ajal mikrolaineahjust ühe tolli (2.5 sentimeetri) kaugusel, vähendaks 10 tolli (25.4 sentimeetri) võrra tagasiastumine seda säritust 100 korda ehk 0.00005 vatini.
Seevastu mobiiltelefoni mikrolainekiirguse tase on umbes üks millivatt ruutmeetri kohta (1 mW/cm2). Mobiiltelefoni signaalide mikrolaine edastustornid on tavaliselt vahemikus 300 vatti. Tüüpilised mikrolainevõimsuse tasemed majades, mis asuvad mobiiltelefonitornide läheduses, on osutunud miljon korda madalamaks Rahvusvahelise Kiirguskaitse Assotsiatsiooni (IRPA) kehtestatud piiridest.
Mobiiltelefoni ja selle vastuvõtuantenni peast veidi eemal hoidmine, kandekotti pakkimine või kõrvaklappide kasutamine nii, et seadet saaks eemalt maha panna, vähendab kokkupuudet mikrolainekiirgusega oluliselt. Sellegipoolest jätkuvad käimasolevad uuringud mobiiltelefonide võimalike ohtude kohta, eriti kui neid kasutavad kasvavad lapsed. Patrullautodes politseiametnike kasutatavad radaridetektorid genereerivad ka mikrolaineid ning neid seadmeid uuritakse, et teha kindlaks, kas on olemas pikaajaline kokkupuute oht, kuid seni pole tõendid näidanud kahjulikku mõju. Vaatamata sellele uudisele on Venemaal tehtud uuringud näidanud, et pikaajaline kokkupuude väga madala tasemega mikrolainekiirgusega võib kujutada endast terviseriske ning see on viinud Venemaa ja Euroopa Liidu ohutuks piiriks 1 mW/cm2 võrreldes USA kehtestatud ohutu piiriga. 5 mW/cm2.
Tõenäoliselt on mikrolainekiirguse suurim oht 2011. aasta seisuga võimalikud ohud, mida see kuumtöötlemisel teatud toidumolekulidele teeb. On näidatud, et mikrolaineahjus küpsetamine võib denatureerida valke, vitamiine ja mineraalaineid, purustades need väiksemateks molekulideks, millel on väike toiteväärtus. Küpsetusprotsess võib tekitada ka radiolüütilisi ühendeid, kiirguse mõjul lagunevaid kemikaale, mis võivad kujutada endast mõningaid terviseriske, näiteks olla kantserogeensed, vähendavad immuunfunktsiooni või halvendavad mälu. Nende tundmatute tõttu ei soojendata imiku piimasegusid ja vereülekandeks mõeldud verd haiglates kunagi mikrolainekiirgusega. Samuti on teada, et teatud pehmest plastist toidupakendid võivad mikrolaineahjus anuma või kattena kasutamisel leostuda toiduainetesse plastikühendeid, mistõttu on soovitatav toitu mikrolaineahjus küpsetada ainult klaasis või plastikus, mis on selgelt tähistatud mikrolaineahjuna. – turvaline.