Ein Hohlraum-Magnetron ist eine Art Vakuumröhre, die Mikrowellen erzeugt, die kurzwellige Radiowellen sind. Elektronenströme werden durch Magnetfelder manipuliert und verursachen eine Emission von Mikrowellen. Das erste Resonator-Magnetron wurde 1940 von zwei britischen Physikern entwickelt und führte zur Entwicklung tragbarer Radargeräte. Heute werden diese Geräte immer noch in Radargeräten und als Generator der elektromagnetischen Wellen verwendet, die jeder Mikrowellenherd zum Kochen von Speisen verwendet.
In der Mitte einer hohlzylinderförmigen Anode ist eine Kathode angebracht. Der ebenfalls zylinderförmige zentrale Hohlraum ist mit weiteren kleineren Hohlräumen in der Außenwand des Zylinders verbunden und an beiden Enden ist ein großer Magnet angebracht. Die Magnetfelder bewirken, dass sich die Elektronen auf ihrem Weg zur Anode spiralförmig um die Kathode drehen, anstatt sich in einer geraden Linie zu bewegen. Durch die Wechselwirkung des Elektronenflusses mit dem Magnetfeld entsteht in den Hohlräumen der äußeren Zylinderwand ein elektrisches Resonanzfeld, das Mikrowellen emittiert. Ein Resonator-Magnetron kann so ausgelegt sein, dass es Mikrowellen einer gewünschten Frequenz emittiert.
Die Entwicklung des Cavity-Magnetrons war einer der wichtigsten technologischen Fortschritte des 20. Jahrhunderts. Seine Implementierung ermöglichte es, tragbare Radargeräte auf Schiffen und Flugzeugen zu montieren und bodengestützte Radare viel effizienter und effektiver zu machen. Dieser verbesserten Radartechnologie wird allgemein zugeschrieben, dass sie den Alliierten in diesem Bereich während des Zweiten Weltkriegs einen erheblichen Vorteil gegenüber den Achsenmächten verschafft hat.
Im Jahr 2011 werden Cavity-Magnetrons immer noch häufig für Radarsysteme verwendet, obwohl neuere Technologien, die alternative Sender verwenden, diese allmählich verdrängen. Dies liegt an der Tatsache, dass die Natur der oszillierenden elektrischen Felder, die die Mikrowellen emittieren, es schwierig macht, sie auf präzise schmale Frequenzbänder abzustimmen, sowie auf andere Überlegungen, wie die menschliche Nähe zu starker elektromagnetischer Strahlung, wenn diese Systeme in Flugzeugen und Marineschiffen montiert. Bestehende Radarsysteme werden in der Regel nicht ersetzt oder aufgerüstet, und aus diesem Grund werden Cavity-Magnetrons noch viele Jahre oder sogar Jahrzehnte in Radargeräten im Einsatz sein.
Mikrowellenöfen verwenden Hohlraum-Magnetrone, obwohl sie viel kleiner und weniger leistungsstark sind als diejenigen, die für Radargeräte verwendet werden. In einem Mikrowellenherd werden die Mikrowellen in den Garraum geleitet und durch einen Diffusor verteilt, wodurch die Lebensmittel gleichmäßiger gegart werden. Die meisten Mikrowellenherde verwenden ein Hohlraum-Magnetron, das bei großen kommerziellen Modellen maximal 2500 Watt emittiert, während sehr leistungsstarke Hohlraum-Magnetrone, die für Radaranwendungen verwendet werden, Millionen von Watt erzeugen können.