雷达系统的基本原理于1870年代即已确立，一个是1873 年Maxwell所导出的Maxwell’s equations，一个是1888年德国物理学家赫兹Heinrich Hertz首先发现无线电波，将其在他的实验室内传送。他发现此看不見的波是一种电磁辐射，也注意到有些物质可以传送无线电波，有些会将电波反射回去。无线电波很快地就应用于各方面。

1935年，英国科学家沃森·瓦特R.Watson Watt (1892～1973)发明了雷达，被称为“雷达之父”。当时任英国海军大臣的丘吉尔敏锐地认识到雷达的重要意义，下令在英国东海岸的鲍得西（Bawdsey）建立了一个秘密的雷达站。

沃森·瓦特是英国物理学家和雷达技术专家。1935年2月，他提出《采用无线电方法探测飞机》的秘密备忘录，并在当年研制成功探测距离达到80公里的米波防空雷达。1938年在沃森瓦特主持下在英国东海岸建成防空雷达网，以后又建立了第二个雷达网。雷达网在1940年击败纳粹德国的空袭中起了重要的作用。

电影《伦敦上空的鹰》就讲述了英德两军围绕“雷达”开展了激烈的战斗。德国决定对英国实施“海狮行动计划”，即入侵英国本土。然而，英国研究发明的雷达系统使德国空军惶恐不安。要进攻英国，必须掌握制空权，摧毁英国的雷达系统和空军基地指挥部。为此，德国趁英国远征军在法国敦刻尔克撤退的混乱之际，派遣了一个特工队打入英国部队。英军陆军在朴茨茅斯雷达站与这伙德国人短兵相接，并将其歼灭，为皇家空军赢得空战的胜利铺平了道路。

在 1938 年，美国斯坦福大学（University of Stanford）的 W．W．Hansen教授发表了关于谐振腔（Rumbatron）的想法，从而发明了双腔调速管（Klystron），解决了在厘米波段产生小功率振蕩的問題。

1940 年7 月，英国伯明罕大学（University of Bermingham）的J．T．Randall 和 A．H．Boot 发明了多腔磁控管（multi-cavity magnetron），迅即送往美国BTL 作全面测试，证明正是磁控管打开了通往“厘米波、大功率”的道路。磁控管是一种雷达发射器。由于当时英国没有大量生产磁控管的制造能力，因此，1940年由Henry Tizard所率领的团队秘密地磁控管帶至美国，说服美国帮忙发展、生产此设备。

1940 年初夏，Samuel Bush 写信給罗斯福（F．D．Roosevelt）总统，建议成立专门机构研制战争中急需的雷达（RADAR）。于是麻省理工学院（MIT）的校長、诺贝尔奖获得者K．P．Compton 决定在MIT 成立辐射实验室（Radiation laboratory），全力进行雷达的研制。当时英国人达到的水平是，在10cm 波长上产生10kw 的脉冲功率。辐射实验室后來能做到：波长降到1cm，脉冲功率升为400kw。

美国因此在麻省理工学院设立了辐射实验室，而它很快地就成了战时最大的工程计划之一，共雇用了约4,000 名員工名员工。麻省理工学院（MIT）是美国培养高级科技人才和管理人才，从事科学与技术教育的一所私立大学，1865年创建于波士顿，1961年迁到坎布里奇。实验室的研究员和工人大量生产磁控管，还发展出了大约100种不同的雷达系统。曾在美国麻省理工学院参与雷达关键技术研究的“中国三杰”有“噪声女杰”王明贞、“微波先驱”孟昭英、“双奖华人”葛庭燧。

1945年12月31日辐射实验室正式关闭，为了使这项庞大的严格保密技术转为民用，该室250名主要人员编写了以《雷达系统工程》命名的丛书，共27卷，于1947年交麦克劳希尔出版社出版，被从事微波电子学的物理学家及工程人员奉为圣经，拉比称它为“继旧约圣经之后最伟大的工程”，为21世纪迅猛发展的微电子技术、信息技术以及当代的天文学等广大科技领域奠定了基础。美国作家罗伯特·布德瑞用八年时间所著《屋顶上的精英》（原名：The Invention that Changed the  World : How a small group of radar pioneers won the Second World War and launched a technological revolution）反映了雷达技术在美国的发展。德國和日本也發明了它們自己的雷達系統，但一德国和日本也发明了它们自己的雷达系统，但一般來說，效果較差，所以盟軍在第二次世界大般来说，效果较差，所以盟军在第二次世界大战的胜利有時會歸功於它們的雷達優勢。利有时会归功于他们的雷达优势。

“雷达”这个词，是由美国海军少校塔克（S.M. Tucker）与弗思(F.R.Furth)，摘自“无线电侦测与测距”（radio detection and ranging）的英文字首所形成的；美国海军于1940年11月正式使用这个词，而英国则迟至1943年7月才正式接受“雷达”这个用语。

20世纪90年代，雷达应用的调查结果显示，这项科技对二战后的全球经济、军事科技贡献良多，大到弹道导弹预警系统，小到微波炉。《简氏年鉴：雷达与电子战》共列出1000多个系统。1962 年美国太空总署(NASA)的喷射与推进研究室(JPL)做了最先尝试，后来在1972年由阿波罗17号(Aplool 17)所携帶的观测雷达验证了之前的发射。1978年所发射的Pioneer 1卫星抵达金星，此卫星所携帶的雷达在这里做了大約50 公里解析度的观测。在接下來所发射的卫星解析度更提升到达大約2公里。

    战后，麻省理工学院辐射实验室庞大的科技精英队伍又转移到民航雷达、微波炉、射电天文望远镜、激光、计算机、通信网络、半导体、宇宙飞船等等的研究开发中，开创了崭新的光电时代、网络通信时代和太空时代。