Миллиметро́вые во́лны, электромагнитные волны с длинами волн 1–10 мм (диапазон частот от 300 до 30 ГГц соответственно). Миллиметровые волны относятся к радиодиапазону крайне высоких частот (КВЧ-диапазон). В атмосфере Земли миллиметровые волны распространяются на сравнительно малые расстояния, т. к. сильно поглощаются молекулами газов и гидрометеорами (дождь, туман, снег). Однако существуют частотные окна прозрачности атмосферы, в которых поглощение минимально (им соответствуют длины волн 8; 3,3 и 2 мм). Именно эти окна прозрачности используются для наземной связи и локации в КВЧ-диапазоне. В околоземном пространстве миллиметровые волны не поглощаются, поэтому они применяются в системах связи между спутниками и для наблюдения за процессами в космосе. Миллиметровые волны широко используются в науке и технике для локации и связи, диагностики свойств веществ в радиоспектроскопии, нагрева плазмы для управляемого термоядерного синтеза, КВЧ-терапии в медицине, проведения радиоастрономических исследований. Этому способствует то обстоятельство, что приёмные и передающие антенны в диапазоне миллиметровых волн имеют небольшие размеры и очень узкую диаграмму направленности. Для генерации и усиления миллиметровых волн применяют гиротроны, клистроны, лампы бегущей волны, магнетроны, транзисторы.