電磁波は、19世紀に明らかにされていた次の4つの物理法則、1.ファラデーの電磁誘導の法則、2.アンペールの法則、3.電場に関するガウスの法則、4.磁場に関するガウスの法則、を統合することによって、1864年にジェームズ・クラーク・マクスウェルにより理論的に予測され、1888年にハインリヒ・ヘルツによる実験で発見されている。電磁波の挙動はマクスウェルの方程式として体系化されており、波動方程式の一般解として必然的に導出される。
20世紀初頭に登場した量子力学は、電磁波という空間が振動して生じた連続性を持ったエネルギーの波動と、物質という原子や分子で構成された不連続な粒子（パーティクル）の集合物の間でのエネルギーの授受は、一般の巨視的な波動現象とは異なり、ランダムな熱運動をしている物質側の共振周波数に依存するエネルギーの最小単位量子の整数倍でしか行われない、不連性を示すことをマックス・プランクが発見したことから始まった。量子力学の世界では光（電磁波）はアルベルト・アインシュタインの光量子仮説に基づいて光子として量子化して扱われている。
種類電磁波は波長によって呼び名・用途が異なる。
電磁波は波長によって様々な分類がされており、波長の長い方から電波・光・X線・ガンマ線などと呼ばれる。
電波は周波数が 30Hz から 3THz の電磁波を指し、さらに波長域によって低周波・超長波・長波・中波・短波・超短波・マイクロ波と細分化される。詳しくは電波の周波数による分類を参照。
光は波長が 1mm から 2nm 程度のものを指し、波長域によって赤外線・可視光線・紫外線に分けられている。
波長が 1nm 以下ではX線、10pm 以下ではガンマ線と呼ぶ。
なお、これらの境界は統一的に定められたものではない。学問分野等によって多少の違いがある。
電磁波は波長によって様々な特徴をもつ。
最も波長の長い電波は、進行方向に多少の障害物があっても進行することができる。このため、通信や放送などの長距離の情報送信に使用されることが多い。テレビやラジオ、携帯電話などが代表的である。
電波よりも波長の短い光は、物質に吸収されて化学反応や発熱などの相互作用を生じることがある。この現象は眼が見える理由でもあるが、他に植物の光合成やリソグラフィーなどが該当する。
さらに波長が短いX線になると、物質との相互作用が減少し、透過するようになる。この現象を利用することで、レントゲン写真やX線CTを撮影することができる。
紫外線・X線・ガンマ線などの電離放射線は、遺伝子に損傷を与えるため発がん性を持つ。これらの電磁波については年間許容被曝量が法律によって決められている。
家庭で接することの多い 50Hz あるいは 60Hz 程度の電磁波（電磁界）は非電離放射線であり、この観点からは直接遺伝子に影響は与えないとされている。しかし、電界や磁界を変化させてプラズマ化した物体を原子や分子の単位で制御する技術を応用して、生体を構成するたんぱく質や遺伝子などの高分子の構造を、細かく変化させて、リボザイムなどが生成されていったRNAワールドの生命誕生の過程を探る研究を行っている人々の間では、電界や磁界が低い周波数でも生体を構成する高分子にさまざまな作用を及ぼすことが知られている。
国際がん研究機関（IARC）が2001年に行った発がん性評価では、送電線などから発生する低周波磁場には「ヒトに対して発がん性がある可能性がある」（Possibly carcinogenic to humans）と分類した[1]。これは「コーヒー」や「ガソリンエンジン排ガス」と同じレベルにあたる。なお、静的電磁界と超低周波電界については「ヒトに対して発がん性を分類できない」（cannot be classified as to carcinogenicity in humans）と分類された。これは「カフェイン、水銀、お茶、コレステロール」等と同じレベルにあたる。
高強度のマイクロ波には、電子レンジと同様に熱を生じるため生体に影響を与える可能性がある。このため、携帯電話などの無線機器などでは、人体の電力比吸収率（SAR: Specific Absorption Rate 単位は[W/kg]）を用いた規定値が欧州（国際非電離放射線防護委員会）やアメリカ（連邦通信委員会）などでは決められている[2]ほか、日本でも法規制が行われている[3]。学会などでも比吸収率の計算（FDTD法）や人体を模した人体ファントムの組成の決定などが行われている。
一方、電磁波による生体への影響についての疫学調査については正確性に対し疑問が投げかけられることもあり、「健康への悪影響」を示した国立環境研究所の研究については、2003年に「税金のむだ使い」として国会で取りあげられた[4]。
