Zasada działania W radarze FMCW nadajnik emituje falę ciągłą, której częstotliwość jest przestrajana w czasie (np. liniowo od do w czasie ). Echo od celu jest opóźnione o czas przelotu (dla radaru monostatycznego: , gdzie to odległość, a – prędkość światła). W odbiorniku sygnał odebrany jest mieszany z kopią sygnału nadawanego (układ homodynowy/heterodynowy), a po filtracji pozostaje składowa na częstotliwości równej różnicy częstotliwości sygnałów (częstotliwość dudnień), która – przy liniowym przestrajaniu – jest proporcjonalna do opóźnienia, a więc do zasięgu.
Dla idealnie liniowej zmiany częstotliwości w czasie (nachylenie chirpu ) zasięg można zapisać w postaci: gdzie jest zmierzoną różnicą częstotliwości pomiędzy sygnałem nadanym i odebranym (po mieszaniu).
Przebiegi modulacji thumb|Zasada działania radaru FMCW z przebiegiem trójkątnym modulacji (wpływ Dopplera).
Stosuje się m.in. modulację piłokształtną (rampa) oraz trójkątną (rampa „w górę” i „w dół”). W przypadku modulacji piłokształtnej składowa Dopplera nie jest jednoznacznie rozdzielana od składowej zasięgowej i może powodować błąd estymacji odległości (jest „dodana” do częstotliwości dudnień).