雷达的原理是向对象物体放射电波，接收从对象物体反射回来的电波，并根据这些反射波测量对象物体的信息。
毫米波雷达使用FMCW方式或脉冲方式来检测距离、角度和速度。
FMCW中的“FM”是Frequency Modulation的缩写，它会随时间改变发射信号的频率。频率随时间升高或降低的信号称为线性调频信号。CW(Continuous Wave)是一种连续波，它会在固定的时间内持续发射放射电波。发射信号从对象物体反射回来的反射波也同样是一种频率会随时间而变化的信号，这是一种可以根据发射波和反射波之间的频率差来确定与对象物体之间的距离和速度的方式。这种方式作为一种能够检测速度的方式而被用于多种用途。
脉冲方式是一种放射脉冲状短时间发射信号、并利用从发射到接收到由对象物体反射回来的反射波为止的时间来确定到对象物体的距离等的方式。这种检测方式简单，可以使用比较简单的电路构成，常用于对精度要求不高的场合。
展示FMCW方式毫米波雷达的一般构成。
发射侧由生成发射毫米波频带电波的合成器和放射该发射电波（线性调频信号）的发射天线构成。接收侧有接收反射波的接收天线、将接收波和发射波相乘以产生频率差的混频器、用于将混频信号转换为数字信号的A/D（Analog-Digital）转换器以及用于对数字信号进行计算处理的电路的DSP（Digital Signal Processing）处理器。
从放射发射波到接收反射波之间的时间取决于对象物体的距离。
发射波（线性调频信号）的频率随时间升高或降低，通过计算其与作为反射波接受的接收波之间的频率差，可以发现该频率差因对象物体的距离而异。
因此，如果将混频得到的IF（Intermediate Frequency）信号数字化，并使用DSP进行傅里叶变换，即可以频谱的形式得到其频率差，从该结果可以计算距离信息。
放射发射波（线性调频信号）后，接收反射波信号时，如果将到达多个接收天线的接收波进行比较，则存在相位差。这是由于多个接收天线到对象物体之间的距离不同造成的。从该相位差和距离差可以计算角度信息。
放射发射波（线性调频信号）后，接收反射波信号，并使用混频后得到的IF（Intermediate Frequency）信号的相位。如果运动物体发生了移动，移动前后时间差会导致移动前的线性调频信号与移动后的线性调频信号中的每个IF信号之间产生相位差，因此，从相位差可得知移动物体的时间差，从而计算出速度信息。