Radar, bir antenden genellikle kısa darbeler veya sürekli dalgalar biçimindeki elektromanyetik dalgaları ileterek nesneleri doğru bir şekilde algılar. Bu dalgalar yollarına çıkan nesnelerle karşılaşıncaya kadar uzayda seyahat ederler. Bir nesneye çarpıldığında radar enerjisinin bir kısmı yankı olarak radar antenine geri yansır. Radar sistemi alıcısı daha sonra bu yankıları yakalar ve işler. Radar, radar darbelerinin nesneye gidip geri dönmesi için geçen süreyi (uçuş süresi olarak bilinir) analiz ederek nesneye olan mesafeyi hesaplar. Bu süreç, radarın görüş alanındaki birden fazla nesneyi ayırt ederken bile mesafeleri yüksek doğrulukla belirlemesine olanak tanıyan hassas zamanlama mekanizmalarını ve sinyal işleme tekniklerini içerir.
Radar, yankılanma ilkesine göre nesneleri tespit eder. Radar dalgaları bir nesneyle karşılaştığında, radar vericisi/alıcısı da dahil olmak üzere nesnenin yüzeyinden her yöne yansır. Geri dönen yankının direnci, nesnenin boyutuna, şekline, malzeme bileşimine ve radar ışınına göre yönelimine bağlıdır. Radar sistemleri, hassas alıcılar ve gelişmiş sinyal işleme algoritmaları kullanarak, arka plandaki gürültü ve parazitler arasında bu zayıf yankıları tespit edecek şekilde tasarlanmıştır. Örneğin Doppler radarı yalnızca yankıları tespit etmekle kalmıyor, aynı zamanda hareketli nesnelerin neden olduğu frekans kaymasını da ölçerek nesnelerin hızı ve hareket yönü hakkında ek bilgi sağlıyor.
Bir nesneye olan mesafeyi belirlemek için radar, bir darbenin iletilmesi ile yankısının alınması arasındaki gecikmenin ölçülmesine dayanır. Bu gecikme doğrudan radar darbesinin nesneye ve geriye doğru kat ettiği mesafeye karşılık gelir. Radar sistemleri, bu zaman aralıklarını doğru bir şekilde ölçmek için genellikle iletilen darbelerle senkronize edilen hassas zamanlama mekanizmalarını kullanır. Işığın hızını bilen radar, nesneye olan mesafeyi şu formülü kullanarak hesaplar: mesafe = (gecikme × ışık hızı) / 2. Bu basit prensip, radar varyasyonunun temelini oluşturur ve metreden metreye kadar olan mesafelerin hassas ölçümüne olanak tanır. Radar tasarımına ve operasyonel parametrelere bağlı olarak yüzlerce kilometreye kadar.