Fale elektromagnetyczne posiadają wielorakie zastosowania; są one przede wszystkim podstawą działania takich urządzeń jak: telefony komórkowe, telewizja, radary. Obecnie wręcz niemożliwym wydaje się wyobrazić sobie życie bez wszystkich tych urządzeń. Uważamy je za powszechne i naturalne, jedynie wtedy, gdy zabraknie prądu doceniamy ich znaczenie. Wszystkie państwa na świecie dążą do wzrostu cywilizacyjnego, poziom tego wzrostu przyspiesza głównie rozwój transportu oraz prędkości przesyłu informacji. Informacja jako towar posiada bardzo dużą siłę rynkową w strategii wielkich firm, ma także równie wielkie znaczenie dla zwykłych ludzi. W czasie gdy miniaturyzacja powoduje, że telewizory porównać można wielkością do kalkulatora, a radio do broszki, należy sobie uzmysłowić, że nie mielibyśmy tego wszystkiego bez pewnego szkockiego fizyka o otwartym i płodnym umyśle matematycznym.

Falami elektromagnetycznymi nazywamy zaburzenia pola elektromagnetycznego, które propagują się ze skończoną prędkością. Mówimy, że fale elektromagnetyczne są poprzeczne, czyli we wszystkich punktach pola wektor natężenia pola elektrycznego E oraz wektor indukcji magnetycznej B są wzajemnie jak i prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej. Prędkość propagacji fali elektromagnetycznej w próżni jest stała i wynosi 3*108m/s i nazywana jest prędkością światła. Własności, warunki wytworzenia i rozchodzenia się fal elektromagnetycznych opisywane są za pomocą równań falowych, wyprowadzanych bezpośrednio z równań Maxwella. znaczący wpływ na charakterystykę fal elektromagnetycznych, czyli ich prędkość, polaryzację, natężenie, posiada ośrodek, w którym propaguje się fala elektromagnetyczna. W ośrodkach fizycznych występuje dyspresja fali elektromagnetycznej, czyli zależność prędkości jej propagacji od długości fali. Zjawiskami które występują dla fal elektromagnetycznych są interferencja, dyfrakcja, załamanie i całkowite wewnętrzne odbicie. Zależność przestrzenno- czasowa propagacji fal elektromagnetycznych opisana jest nie tylko przez właściwości ośrodka, ale również przez właściwości źródła promieniowania. Najprostszym przypadkiem generacji oraz propagacji fali elektromagnetycznej opisanym teoretycznie jest wzbudzenie w jednorodnym, izotropowym ośrodku przy pomocy oscylującego dipola Hertza fali elektromagnetycznej. Dipole jest to kawałek przewodu o żądanej długości, wytwarzający fale elektromagnetyczne. Jest on elektrycznie obojętny i opisywany za pomocą elektrycznego momentu dipolowego. W odległości dużo większej od rozmiarów dipola nastąpi odtworzenie się strefy falowej, w której rozchodzi się fala elektromagnetyczna poprzeczna, spolaryzowana liniowo. Ponieważ istnieją różne sposoby wytwarzania, odbierania, czyli detekcji fal elektromagnetycznych, oraz różny charakter ich interakcji z materią wyróżniamy różne rodzaje fal elektromagnetycznych.

Fale radiowe są wytwarzane, kiedy wolne elektrony zaczynają oscylować (czyli są przyspieszane) w wyniku oddziaływania z polem elektromagnetycznym i są długości od kilometrów do ok. 30 cm. Na częstotliwość fal radiowych ma wpływ przyłożone pole dlatego fale te generuje się raczej w postaci regularnego strumienia, niż losowo. Z powodu ich długości wyróżniamy róż zakresy fal radiowych. Fale radiowe używane są głównie przez łączność radiową i telekomunikację bezprzewodową.

Mikrofalami nazywamy fale elektromagnetyczne długości od 30 cm do 1mm. Fale te generowane są przez klistrony, magnetrony oraz obwody półprzewodnikowe. Wykorzystuje się je w radiolokacji, kuchenkach mikrofalowych, telefonach komórkowych, stereoskopii mikrofalowej.

Fale świetlne dzielimy na trzy podgrupy: promieniowanie podczerwone o długości od 1mm do 780nm, światło widzialne o długości od 780 nm do 380 nm oraz promienie ultrafioletowe o długości od 380nm do 10nm.

Promieniowanie podczerwone (inaczej podczerwień) to fale elektromagnetyczne emitowane samoistnie przez gorące ciała oraz niektóre lampy. Podczerwień wywołuje największy wzrost temperatury spośród fal elektromagnetycznych wynikający z tego, że fale o tej długości są najłatwiej absorbowane. Promieniowanie podczerwone wykorzystuje się w analizach chemicznych, lotnictwie, przesyle danych, diatermii, suszeniu, ogrzewaniu.

Światło widzialne są to fale elektromagnetyczne o długości mieszczącej się w przedziale 380-780nm. Jest to jedyny rodzaj fal elektromagnetycznych obserwowanych za pomocą ludzkiego oka. Wytwarzane są one przy pomocy lamp wyładowczych i wszelkiego typu rozżarzonych substancji. Światło widzialne dzieli się w zależności od długości na różne barwy, natomiast światło białe to superpozycja fal o różnych barwach. Światło widzialne może powodować reakcje chemiczne, np. ciemnienie błony fotograficznej. Zjawiska związane z propagacją światła widzialnego bada dział fizyki zwany optyką.

Promieniowaniem ultrafioletowym w skrócie oznaczanym UV nazywamy fale elektromagnetyczne wytwarzane między innymi przy przepływie ładunków elektrycznych przez zjonizowany gaz umieszczony między dwoma elektrodami. Fale tego rodzaju emituje także Słońce, jednak tylko niewielka ich część dociera do powierzchni Ziemi, ponieważ większość traci swą energię na zjonizowanie atomów atmosfery. Te niewielkie ilości docierające do Ziemi odgrywają duże znaczenie dla życia, jednak większe dawki mogą być szkodliwe. Ultrafiolet odpowiada za takie zjawiska jak fluorescencja i fotoluminescencja, np.: w jarzeniówkach, oraz szereg reakcji chemicznych, np.: brązowienie skóry.

Promieniowanie Rentgenowskie czyli fale elektromagnetyczne o długości od 10 nm do 5 pm powodujące jonizujące gazy, fosforescencję oraz zmiany chemiczne w próbkach chemicznych. Promieniowanie tego typu niesie dużą energię. Jest ono "przenikliwe" dla ciał o małej masie atomowej. Cięższe pierwiastki pochłaniają to promieniowanie, powoduje to, że obserwujemy nasze kości na fotografiach Rentgenowskich. Powszechnie wykorzystywane jest w medycynie do prześwietlania oraz radioterapii nowotworowej

Promieniowanie Gamma czyli fale elektromagnetyczne o długościach poniżej 5 pm. Emitowane jest przez pierwiastki promieniotwórcze oraz wzbudzone jądra atomowe. W wielu publikacjach rozróżnia się promieniowanie Rentgenowskie i Gamma nie pod względem ich długości fali lecz sposobu produkcji. Należy dodać, że promieniowanie Gamma zajmuje skrajnie górny obszar pasma energetycznego fal elektromagnetycznych. Promieniowanie tego typu jest wyjątkowo przenikliwe i niebezpieczne dla ludzi i zwierząt.

Promieniowanie elektromagnetyczne posiadające najkrótsze długości fal, rejestrowane jest w promieniowaniu kosmicznym. Należy zauważyć, że taki podział jest jedynie umowny, poza tym dla promieniowania rentgenowskiego oraz promieniowania gamma przypisywane im długości fal nie mają jednoznacznie ustalonych zakresów. Zasadniczą różnicą we właściwościach fal elektromagnetycznych o różnych długościach jest ich oddziaływanie z materią. dla długości fali mniejszej od podczerwieni podstawową rolę odgrywają procesy kwantowe. Obecnie technika budowy urządzeń dla wysokich częstotliwości umożliwia nam detekcje fal elektromagnetycznych emitowanych przez atomy oraz cząsteczki, jak również wytwarzanie fal elektromagnetycznych mogących być selektywnie pochłaniane przez atomy i cząsteczki. Umożliwia to badanie przeróżnych interesujących procesów kwantowych dla fal radiowych, czyli prowadzenie badań radiospektroskowych.