Un magnetrón de cavidad es un instrumento que genera microondas a través de una válvula termo-iónica. El tipo de ondas que transmite son, por ejemplo, las ondas de radar. Está formado por un calefactor en el centro y un ánodo y cátodo, todo ello circundado por un electro-imán. Es lo que consigue que la energía eléctrica se vuelva energía electromagnética en forma de microonda. Su funcionamiento es bastante complejo: consiste en un cilindro metálico, en el que hay dispuestas de forma radial una serie de oquedades o cavidades resonadoras, que se comunican con una cavidad central mayor, en cuyo eje existe un filamento metálico de titanio.
La idea básica es utilizar la válvula para producir señales de potencias elevadas en la gama de microondas para los sistemas de radar que todavía no estaban suficientemente desarrollados. El cilindro se comporta como ánodo y el filamento central como cátodo. El filamento, conectado al polo negativo de una fuente de corriente continua, se pone incandescente y emite electrones por efecto termoiónico. El cilindro se conecta al polo positivo y atraerá a los electrones. Todo este conjunto se encuentra dispuesto entre los polos del electro-imán. Por acción de este potente campo magnético, los electrones, en lugar de ir en línea recta hacia el cilindro, al ser atraídos hacia las oquedades, realizan una trayectoria circular y, al penetrar en ella, se movilizan en remolino.
Fueron creados hacia finales de los años 30 con el propósito de dar energía a los radares a través de una potente fuente radio-eléctrica, pero en la actualidad tiene otros usos más convencionales aparte del radar, como por ejemplo los hornos microondas o en la medicina física para ver y reparar tejidos dañados con ayuda del calor.