オーブンとグリルの最大の違いは、食材に熱を伝える「物理的アプローチ」と「到達温度」にあります。外見上は同じ庫内で行われる調理であっても、内部で起きている熱力学的現象は対極と言えます。
オーブンの加熱原理は「熱風による均一な対流熱」です。庫内の上下に配置されたヒーターやファンによって密閉空間全体の空気を温め、設定した温度（一般的には100℃〜250℃、最新の高性能機では300℃）を一定に保ちます。食材を四方八方から熱気で包み込むため、大きな肉の塊や厚みのあるパン生地の芯まで、水分を過剰に奪うことなく均一に熱を通すことが可能です。この安定した環境を作るために、調理前の予熱の必要性が絶対条件となります。
対照的に、グリルの加熱原理は「赤外線ヒーターによる強力な放射熱（輻射熱）」です。アウトドアの炭火や魚焼きグリルと同じ構造であり、上部（または上下）の熱源から食材に向けてダイレクトに高熱を照射します。ヒーター表面の温度は300℃〜400℃相当に達し、食材の表面温度を一気に引き上げます。空気全体を温めるプロセスを挟まないため予熱がほぼ不要であり、食材表面の水分を瞬時に飛ばして「パリッ」「サクッ」とした香ばしい焦げ目を作る能力に長けています。
