マイクロ波は波長が１ｍから１ｃｍ程度の電磁波である。この波長の電磁波は従来、通信やレーダーに用いられてきたが、最近はこれを直接加熱に利用することが多く、家庭用の電子レンジなどに用いられている。再処理で得られた硝酸ウランと硝酸プルトニウムの混合溶液をマイクロ波で加熱・脱硝し、三酸化ウランと二酸化プルトニウムの混合酸化物粉末を得る方法が動燃事業団で開発され、実用されている。この混合酸化物粉末はＡＴＲやＦＢＲの燃料の原料となる。この方法の利点は他の方法に比べて工程が簡略化され、運転操作も容易になり、廃液の発生量も少ない。しかし、金属不純物の除去ができない欠点がある。