微波輻射計主要由三部分組成，即提供空間分辨能力，能收集能量的天線；將收到的噪聲功率轉換為電壓的接收機部分，記錄和顯示設備等。使用最多的是銳方向束天線，共分反射天線、透鏡天線和陣列天線三種。主要技術性能表現在溫度分辨力和空間分辨力上。空間分辨力主要取決于天線孔徑和波長。[2]
1946年，狄克(Dicke，R.H.)首先研制成第一臺測量微波輻射的裝置，稱為狄克式輻射計，現在各種微波輻射計都是在狄克型接收機基礎上改進而成的，有零平衡型輻射計、雙參考溫度輻射計、自動反饋型輻射計、相關型輻射計、掃描型輻射計等。