Radiogolven, lichtgolven, en röntgenstralen zijn allemaal voorbeelden van elektromagnetische golven, allemaal gekarakteriseerd door dezelfde voortplantingssnelheid c. Dit wordt vaak de lichtsnelheid c genoemd. De lichtsnelheid (die we alleen maar te weten kunnen komen door te meten is experimenteel bepaald.
Het verschil zit in de frequentie f of golflengte λ. De frequentie van een elektromagnetische golf is het aantal trillingen dat op een vaste plaats per tijdseenheid voorbijkomt. Deze wordt weergegeven in het aantal trillingen per seconde, of de eenheid Hertz. Eén trilling per seconde is gelijk aan 1 hertz (Hz). Decimale veelvouden die worden gebruikt zijn kilohertz (kHz), of 1000 Hz; megahertz (MHz), of 1 miljoen Hz, gigahertz (GHz), 1 miljard Hz en terahertz (THz), of 1000 miljard Hz.
De frequentie en de golflengte zijn aan elkaar gerelateerd:
c = λ × f = 299.792.458 m/s
(ongeveer 300 000 km/s = 3•108 m/s).
Een elektromagnetische golf kan dus zowel worden gekarakteriseerd door zijn frequentie als door zijn golflengte. Tegenwoordig wordt een elektromagnetische golf veeal aan de hand van zijn frequentie gekarakteriseerd, bijvoorbeeld microgolf. Vroeger werd een golf vaker aan de hand van zijn golflengte gekarakteriseerd, middengolf en kortegolf zijn hier voorbeelden van.
Een elektromagnetische golf bestaat uit kleine energie-pakketjes, fotonen genoemd. De energie van de fotonen neemt recht evenredig toe met de frequentie; hoe hoger de frequentie is, hoe groter de energie-inhoud van de golf. Hele hoge frequentie hebben een dermate grote energie-inhoud dat ze volfdoende energie bezitten om materie te ioniseren (zie ook ioniserende straling).
Elektromagnetische golfen in het lage frequentiegebied worden elektromagnetische velden genoemd. In hogere frequentiebanden wordt vanwege de hoge energie-inhoud van de golven vaak de term elektromagnetische straling gehanteerd.
De theorie van elektromagnetische verschijnselen is gebaseerd op de zogenaamde Maxwell-vergelijkingen die aan het eind van de 19e eeuw reeds bekend waren. De theorie van Maxwell is erop gebaseerd dat een veranderend elektrisch veld E een veranderend magnetisch veld H opwekt, dat op zijn beurt weer een veranderend elektrisch veld opwekt, en zo verder.
Het elektrisch veld E en het magnetisch veld H staan loodrecht op elkaar en loodrecht op de voortplantingsrichting.
Een maat voor de sterkte of de intensiteit van elektromagnetische velden is de vermogensdichtheid S. Dit is het produkt van de elektrische en magnetische veldsterkten. S geeft de hoeveelheid energie aan die per eenheid van tijd wordt getransporteerd door een loodrecht op de voortplantingsrichting staand oppervlak. De eenheid van S is Watt per vierkante meter.