天线的极化特性是以天线辐射的电磁波在最大辐射方向上电场强度矢量的空间取向来定义的，是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。由于电场与磁场有恒定的关系，故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。
天线的极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化和垂直极化；圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化。
线极化
（1）线极化描述
电场矢量在空间的取向固定不变的电磁波叫线极化。有时以地面为参数，电场矢量方向与地面平行的叫水平极化，与地面垂直的叫垂直极化。电场矢量与传播方向构成的平面叫极化平面。垂直极化波的极化平面与地面垂直；水平极化波的极化平面则垂直于入射线、反射线和入射点地面的法线构成的入射平面。
（2）线极化的数学分析
在三维空间，沿Z轴方向传播的电磁波，其瞬时电场可写为：
公式
可见合成矢量的端点的轨迹为一条直线。
线极化波又有水平极化波和垂直极化波之分。
图1 线极化
圆极化
（1）圆极化的描述
当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0~360度周期地变化，即电场大小不变，方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆极化。在电场的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90度或270度时，可以得到圆极化。圆极化，若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系，称右圆极化；反之，若成左螺旋关系，称左圆极化。
（2）圆极化的数学分析
图2 圆极化
椭圆极化
（1）椭圆极化的描述
若Ex和Ey幅度和相位差均不满足上述条件时，合成矢量端点的轨迹为一个椭圆。椭圆极化波的椭圆长短轴之比，称为轴比，当椭圆的轴比等于1，椭圆极化波即是圆极化波。当轴比为无穷时，电波的极化为线极化。
根据电场旋转方向不同，椭圆极化和圆极化可分为右旋极化和左旋极化两种。沿波的传播方向看去，电场矢量在截面内顺时针方向旋称右旋极化，逆时针方向旋称左旋极化。
图3 椭圆极化