Die Wirkungen elektromagnetischer Felder auf biologische Systeme, wie zum Beispiel den Menschen, sind sehr vielfältig. Sie hängen hauptsächlich von der Frequenz und der Intensität der einwirkenden Strahlung, daneben aber auch von individuellen Eigenschaften, Körperform, Körpergröße und Zustand des Immunsystems ab.

Im Resonanzbereich, also dort, wo die Körperabmessungen ungefähr mit der Wellenlänge übereinstimmen, ist die aufgenommene Strahlungsenergie am größten. Bei Erwachsenen liegt diese Resonanz bei ca. 30-100 MHz, also im Fernseh- und UKW-Bereich. Da die Wellenlänge mit zunehmender Frequenz abnimmt, werden Kleinkinder durch höhere Frequenzen stärker belastet.

Bei den niederfrequenten Feldern dominieren als sogenannte akute Wirkungen die Reizwirkungen auf Sinnes-, Nerven- und Muskelzellen.

Sie entstehen durch elektrische Spannungen, die durch die induzierten Ströme an Körperzellen erzeugt werden und die die körpereigenen Ströme beeinflussen.

Bei hochfrequenten Feldern sind im unmittelbaren Nahbereich zu Sendeanlagen die thermischen Wirkungen vorherrschend, d. h. Erwärmung des Körpers bzw. bestimmter Körperteile durch Absorption elektromagnetischer Strahlung.

Die Stärke der Erwärmung hängt einerseits von der Intensität und Frequenz der Strahlung (je geringer die Frequenz, desto größer die Eindringtiefe), andererseits von der Art des Gewebes, seiner Lage im Körper und der Durchblutung ab.

Da an der Umwandlung von Strahlungs- in Wärmeenergie (Absorption) vor allem Wassermoleküle beteiligt sind und eine schlechte Durchblutung einer schnellen Abfuhr der erzeugten Wärme entgegensteht, sind Organe mit einem hohen Wassergehalt und einer schlechten Durchblutung besonders empfindlich.

Basisgröße für die Beurteilung der thermischen Wirkung von Hochfrequenzstrahlung ist die pro Zeiteinheit im Gewebe absorbierte Energie. Sie wird als Spezifische-Absorptions-Rate (SAR) bezeichnet. Ihre Einheit ist W/kg (Watt pro Kilogramm). Den Ganzkörper-SAR-Wert erhält man, wenn man die aufgenommene und umgewandelte Energie über den ganzen Körper mittelt. 

Bei der heftig geführten Diskussion um die nichtthermischen Effekte, auch athermisch genannt, bei denen die Energie so klein ist, dass sie nicht zur Gewebeerwärmung ausreicht, geht es also nicht um deren Existenz, sondern vor allem um deren Wirkung auf den Menschen.

Da die Wirkungsmechanismen nicht ausreichend bekannt sind, sind die Experimente in ihren Ausrichtungen und Untersuchungsgegenständen breit gestreut. Weil zudem die Bestrahlungsstärken und damit die biologischen Effekte gering sind, ist es nicht überraschend, dass die Ergebnisse oft uneinheitlich und schwer vergleichbar sind.

Bei der Untersuchung der krebserzeugenden Wirkung von Hochfrequenzstrahlung auf den Menschen ist man hauptsächlich auf epidemiologische Studien angewiesen. Das heißt, man vergleicht die Häufigkeit von Krebserkrankungen in exponierten mit nicht exponierten Bevölkerungsgruppen. Die schnelle Entwicklung des Mobilfunks hat hierbei aber zu einem doppelten Dilemma geführt. Zum einen ist es für Krankheiten wie Krebs, mit Latenzzeiten von vielen Jahren, eigentlich noch zu früh, um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, zum anderen ist es heute durch den flächendeckenden Ausbau der Mobilfunknetze fast schon nicht mehr möglich, die notwendigen, unbelasteten Bevölkerungsgruppen zu finden.