ระบบเรดาร์หลักส่งคลื่นความถี่วิทยุกำลังสูงจากเสาอากาศที่หมุนได้และใช้สัญญาณสะท้อนใด ๆ เพื่อกำหนดระยะทางและความเร็วของวัตถุในอากาศหรือบนน้ำ สัญญาณวิทยุจะแสดงระยะทางไปยังวัตถุจากเวลาที่ใช้ในการเดินทางไปยังวัตถุ สำหรับเรดาร์ที่ใช้ในการควบคุมอากาศยานสามารถใช้สัญญาณย้อนกลับเพื่อกำหนดความสูงโดยประมาณของเครื่องบินหรือความสูงเหนือพื้นดิน เสาอากาศเป็นจานโลหะโค้งหรือโครงสร้างที่เน้นลำแสงวิทยุและส่งไปในทิศทางที่เฉพาะเจาะจง
เรดาร์เป็นตัวย่อหรือย่อรุ่นของคำว่า "ระยะทางวิทยุและอาหาร" การพัฒนาครั้งแรกสำหรับการตรวจจับอากาศยานในช่วงทศวรรษที่ 1930 เรดาร์ในช่วงต้นมีระยะ จำกัด เนื่องจากข้อ จำกัด ด้านพลังงานสำหรับเสาอากาศในเวลานั้น แม้ว่าพลังงานและซอฟต์แวร์ของเสาอากาศจะดีขึ้น แต่ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติของเรดาร์หลักของการจราจรทางอากาศอยู่ที่ประมาณ 60 ไมล์ (100 กิโลเมตร)
การใช้เรดาร์หลักต้องใช้พลังงานสัญญาณเป็นจำนวนมากเนื่องจากวัตถุที่อยู่ไกลจากเสาอากาศจะสะท้อนหรือส่งสัญญาณอ่อนกลับมา ในระยะทางไกลจากเสาอากาศเรดาร์จะไม่น่าเชื่อถือว่าเป็นวิธีการระบุตำแหน่งเครื่องบินด้วยสัญญาณที่สะท้อนกลับเท่านั้น ปริมาณการจราจรทางอากาศที่เพิ่มขึ้นในศตวรรษที่ 20 สร้างความต้องการระบบการระบุตำแหน่งอากาศยานอื่น ๆ
จุดเริ่มต้นในทศวรรษ 1960 เครื่องบินเริ่มใช้ transponders เพื่อช่วยในการควบคุมการจราจรทางอากาศ ทรานสปอนเดอร์เป็นทั้งตัวรับและตัวส่งซึ่งรับสัญญาณเรดาร์จากเรดาร์หลักและส่งสัญญาณกลับที่มีข้อมูลประจำตัวเครื่องบินความสูงและข้อมูลความเร็ว เรดาร์ตัวที่สองที่เรียกว่านี้ช่วยปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่งเครื่องบินเนื่องจากทรานสปอนเดอร์นั้นขับเคลื่อนโดยเครื่องบินและส่งสัญญาณที่แรงกว่าสัญญาณเรดาร์หลัก
การปรับปรุงช่องสัญญาณที่เริ่มต้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 นั้นยังให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องบิน นักบินสามารถเลือกการตั้งค่าที่จะบอกผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศบนพื้นดินหากเครื่องบินถูกจี้หรืออยู่ภายใต้การควบคุมของบุคคลอื่นหรือหากมีเหตุฉุกเฉินบนเครื่องบิน สัญญาณที่แอคทีฟเหล่านี้ถูกส่งไปยังตัวรับสัญญาณเรดาร์ตัวที่สองที่อยู่บนเสาอากาศเดียวกับเรดาร์หลักและสามารถดูได้บนหน้าจอควบคุมการจราจร
เรือในน้ำสามารถตรวจพบได้ด้วยระบบเรดาร์ด้วยข้อ จำกัด บางอย่าง คลื่นสูงสามารถปิดบังหรือซ่อนการกลับเรดาร์ของเรือขนาดเล็กและความโค้งหรือรูปทรงของโลกทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นเรือใต้ขอบฟ้า เรือทหารขนาดใหญ่อาจใช้รูปร่างหรือการเคลือบที่สร้างความสับสนให้กับเรดาร์เพื่อให้ปรากฏเป็นเรือขนาดเล็กบนจอเรดาร์
เรดาร์สามารถใช้ตรวจจับสภาพอากาศ โมเลกุลของน้ำในเมฆสามารถสะท้อนความถี่ของสัญญาณเรดาร์ซึ่งจะแสดงเมฆที่มีฝน ระบบแรก ๆ จะเห็นเม็ดฝนเคลื่อนไหวเท่านั้น แต่ระบบตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 สามารถตรวจจับความชื้นได้แม้ไม่มีฝน
เรดาร์ดอปเลอร์สามารถตรวจจับความเร็วและทิศทางของหยดน้ำที่เคลื่อนที่ผ่านอากาศ สัญญาณสะท้อนถูกวิเคราะห์โดยซอฟต์แวร์ที่แสดงว่าสัญญาณเคลื่อนที่ไปทางหรือออกจากเสาอากาศ มันสามารถแสดงการหมุนที่บ่งบอกถึงพายุทอร์นาโดที่เป็นไปได้แม้ในเวลากลางคืนหรือเมื่อฝนตกหนัก
