Elektromagnetische Wellen transportieren Energie durch oszillierende elektrische und magnetische Felder, die sich mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum ausbreiten. Diese Wellen benötigen für ihre Ausbreitung kein Medium und können Energie über Vakuum, Luft oder andere Medien übertragen. Während ihrer Ausbreitung transportieren elektromagnetische Wellen Energie in Form von Photonen, bei denen es sich um diskrete Pakete elektromagnetischer Strahlung handelt. Die von diesen Wellen getragene Energie kann je nach Frequenz und Intensität variieren und reicht von Radiowellen mit niedriger Energie bis hin zu Gammastrahlen mit hoher Energie.
Elektromagnetische Wellen breiten sich als sich selbst ausbreitende Störungen im elektrischen und magnetischen Feld durch den Weltraum aus. Sie breiten sich in einer transversalen Wellenbewegung aus, d. h. die Schwingungen elektrischer und magnetischer Felder erfolgen senkrecht zur Wellenausbreitungsrichtung. Diese einzigartige Eigenschaft ermöglicht es elektromagnetischen Wellen, sich mit Lichtgeschwindigkeit (ungefähr 3 × 10^8 Meter pro Sekunde im Vakuum) auszubreiten, was eine schnelle Übertragung von Informationen und Energie über große Entfernungen im Universum ermöglicht.
Elektromagnetische Wellen können verschiedene Energieformen übertragen, darunter thermische Energie (Infrarotstrahlung), sichtbare Lichtenergie, Hochfrequenzenergie und energiereiche Strahlung wie Röntgen- und Gammastrahlen. Jede Art elektromagnetischer Welle entspricht einem bestimmten Frequenz- und Wellenlängenbereich und bestimmt ihre Eigenschaften und Wechselwirkungen mit der Materie. Beispielsweise werden Radiowellen für Kommunikationszwecke verwendet, während Röntgenstrahlen in der medizinischen Bildgebung und Gammastrahlen in der Strahlentherapie und Astronomie eingesetzt werden.
Elektromagnetische Wellen transportieren bei ihrer Ausbreitung durch den Raum sowohl Energie als auch Impuls. Die Energie elektromagnetischer Wellen wird in Photonen quantisiert, die sowohl Eigenschaften von Teilchen als auch von Wellen haben. Photonen tragen Energie proportional zu ihrer Frequenz (E = hν, wobei h das Plancksche Wirkungsquantum und ν die Frequenz ist), und ihre kollektive Energie bestimmt die Intensität und Eigenschaften der elektromagnetischen Welle. Während elektromagnetische Wellen keine Masse im herkömmlichen Sinne transportieren, können sie aufgrund ihres Impulses Druck auf Objekte ausüben, wie beispielsweise bei Phänomenen wie dem Strahlungsdruck, den Sonnenlicht auf Raumfahrzeuge ausübt, beobachtet wird.
Elektromagnetische Wellen transportieren keine Masse, da Photonen, die elektromagnetische Strahlung darstellen, masselose Teilchen sind. Während Photonen Energie und Impuls transportieren, besitzen sie keine Ruhemasse wie Teilchen mit Masse (z. B. Elektronen, Protonen). Daher breiten sich elektromagnetische Wellen durch den Raum aus, ohne physische Masse von einem Ort zum anderen zu übertragen. Stattdessen übertragen sie Energie und Informationen über Entfernungen und beeinflussen dabei verschiedene physikalische und chemische Prozesse im Universum, von der Wärme des Sonnenlichts bis zum Betrieb drahtloser Kommunikationssysteme.