Teoria działania ma opierać się na efektach relatywistycznych. Główną część urządzenia stanowi rezonator mikrofalowy zamykający promieniowanie mikrofalowe dostarczane przez magnetron. Jeden z końców rezonatora jest szerszy od drugiego, a jego wymiary są dobrane tak, by zapewnić rezonans dla fal elektromagnetycznych o określonej długości. Dzięki temu fale te rozchodząc się w kierunku szerszego końca mają przyspieszać, natomiast w kierunku węższego końca spowalniać. W wyniku różnych prędkości przemieszczania czoła fali mają wywierać różne ciśnienia promieniowania na przeciwległe końce rezonatora i w ten sposób ma powstawać niezerowy ciąg poruszający statek.
Argentyński fizyk Minotti opublikował hipotezę, że za działanie Emdrive może odpowiadać szczególna klasa teorii grawitacji skalarno-tensorowych.
Brytyjski fizyk McCulloch tłumaczy działanie EmDrive w oparciu o jego niepotwierdzoną jeszcze teorię kwantyzowanej bezwładności, zwaną także teorią MiHsC.