與超聲波雷達發射的機械波不同，毫米波雷達收發電磁波，根據接收回波與發送之間的時間差測得目標位置距離數據。相對來說，毫米波雷達指向性更強、探測性能更好，能夠準確地辨別障礙物的相對位置，且距離更遠，一般的探測距離在0-300米之間，是目前在輔助駕駛領域使用最多的探測技術。
但毫米波雷達也存在一些固有的缺陷，例如毫米波雷達發射功率、探測距離以及天線排佈、探測角度之間互相制約。這使得毫米波雷達很難具備大角度和遠距離的性能，因此汽車領域的毫米波雷達被分為瞭三類：遠距LRR、中距MRR、近距SRR。
2020年3月，谷歌旗下Waymo公司發佈第五代自動駕駛系統感知方案，將毫米波雷達升級為4D成像雷達，使得4D毫米波雷達技術首次應用於車端。2021年華為入局，推出高分辨率4D毫米波雷達，並計劃於2022年下半年實現量產，將4D毫米波雷達推上一個熱議的高峰。