Hochfrequente Felder, mit einem Frequenzbereich von 30 kHz bis 300 GHz, werden vom Körper absorbiert und die eingetretene Energie hauptsächlich in Wärme umgewandelt. Bei Hochfrequenzfeldern richten sich Moleküle mit Dipolcharakter periodisch aus. Die Orientierungspolarisation der Wassermoleküle führt zu Reibverlusten und somit zur Wärmeentwicklung. Die erhöhte Wärmeeinwirkung führt insbesondere dann zu Schädigungen, wenn Zellen schlecht durchbluteter Organe (z.B. Augen, Hoden) betroffen sind, da sie die lokale Temperaturerhöhung schlecht über den Blutkreislauf abführen können.

Dr. Lebrecht von Klitzing hat als einer der Ersten auf die Auswirkungen der gepulsten hochfrequenten elektromagnetischen Felder auf die Elektroenzephalografie hingewiesen. Weitere Studien von Mann und Röschke (1996) und Borbely et al. (1999) stellen Veränderungen der Gehirnströme unter dem Einfluss von elektromagnetischen Feldern fest. Sie beobachteten eine eher schlaffördernde Wirkung.

Ältere Studien von Preece et al. (1999) und Koivisto et al. (2000) zu kognitiven Leistungen wie Gedächtnisfunktion, Aufmerksamkeit und Reaktionszeit beschreiben einen positiven Effekt von elektromagnetischen Feldern (bei GSM Standard). Die Reaktionszeit der Testpersonen war verkürzt. Daher sind auch negative Effekte nicht auszuschließen.

Melatonin wirkt als Transmitter, Hormon und als Antioxidans. Mobilfunkgegner vertreten die Hypothese, dass die hochfrequente elektromagnetische Strahlung die Melatoninsekretion verringern kann und somit den Schlaf-Wach-Rythmus und das Krebsgeschehen (tumorpromovierend) beeinflusst.

Die Studien von Salford et al. in den Jahren 1993 und 1994 untersuchten den Einfluss von 915-MHz Feldern auf die Blut-Hirn-Schranke von Ratten. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass die Blut-Hirn-Schranke zeitweilig für Plasmaalbumin durch die Felder geöffnet werden konnte. In späteren Versuchen von Fritze et al. (1997) konnten die Ergebnisse von Salford et al. für sehr hohe Feldstärken bestätigt werden.

Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC), eine Einrichtung der Weltgesundheitsorganisation (WHO), führt seit 2000 die "Interphone-Studie" in 14 Ländern durch. Nach neuestem Erkenntnisstand gibt es laut der Welthandelsorganisation Hinweise auf ein erhöhtes Auftreten von Gliomen. Demnach steigt die Gefahr von Gliomen um 40 Prozent und die von Meningeomen um 15 Prozent unter den intensivsten Handynutzern. Die WHO stufte Handystrahlung als "möglicherweise krebserregend" in die Gruppe 2b ein.

Elektromagnetische Felder sind die Ursache für die Veränderungen in den Retikulozytenzahl oder die Geldrollenaglutination von Erythrozyten.

P. Germann veröffentlichte 2003 eine Studie zum Mobilfunkeinfluss auf die Retikulozytenreifung. Er stellte "signifikante Effekte am Menschen durch pulsierende EMF" fest.

In der öffentlichen Debatte wird argumentiert, dass Kinder, die heute aufwachsen, länger elektromagnetischen Feldern ausgesetzt sind und nicht ausgeschlossen werden kann, dass Kinder und Jugendliche empfindlicher auf solche reagieren.

Kinder haben eine andere Kopfform als Erwachsene, ihre Kopfhaut und Schädeldecke ist dünner als die eines Erwachsenen. Daher absorbiert der Kopf eines Kindes mehr Energie, so die These. Desweiteren ist bisher ungeklärt ob der jugendliche Organismus empfindlicher gegenüber chemischen und physikalischen Umwelteinflüssen ist. Da es bisher kaum Studien zu den gesundheitlichen Auswirkungen auf Kinder und Jugendliche gibt, bleibt auch die Frage, ob der Einfluss der Felder den Entwicklungsprozess im Gehirn beeinflussen, ungeklärt.

Die Spezifische Absorptionsrate ist ein Maß für die Absorption von elektromagnetischen Feldern in biologischem Gewebe. Der menschliche Oranismus erzeugt in Ruhe eine Wärmeleistung von 1 Watt pro Kilogramm Körpergewicht (W/kg). Eine Erwärmung um 1 Grad Celcius ergibt sich bei 4 W/kg über 30 Minuten. Für die allgemeine Bevölkerung wurde ein Basisgrenzwert von maximal 0,08 W/kg festgelegt(Ganzkörpererwärmung), bei der Teilkörpererwärmung liegt die Grenze bei 2,00 W/kg. Dies bedeutet, dass die Basisgrenzwerte bis zu 50fach unterhalb der Wirkschwelle liegen. Die Welthandelsorganisation (WHO) und der Rat der Europäischen Union hat sich diesen Werten bereits angeschlossen. Für die Messung der SAR-Werte ist eine (Temperatur-)Messung im Gewebe notwendig. Dies gestaltet sich in der Praxis meist jedoch sehr schwierig, daher wurden abgeleitete Grenzwerte errechnet. Diese beziehen sich auf die elektrische Feldstärke bzw. auf die maximal zulässige Leistungsflussdichte.