Primarni radarski sistem pošilja visoko zmogljivo radijsko frekvenco iz vrtljive antene in uporablja vse odbite signale za določanje razdalje in hitrosti predmetov v zraku ali na vodi. Radijski signal prikazuje razdaljo do predmeta od časa, ki je bil potreben za povratno potovanje do predmeta. Za radar, ki se uporablja pri nadzoru zrakoplova, se lahko povratni signal uporabi tudi za določitev približne višine letala ali višine nad tlemi. Antena je ukrivljena kovinska posoda ali struktura, ki fokusira radijski žarek in ga oddaja v določeni smeri.
Radar je akronim ali skrajšana različica izraza “radio detection and rangeing”. Zgodnji radar, ki je bil prvič razvit za odkrivanje letal v tridesetih letih prejšnjega stoletja, je imel omejen doseg zaradi takratnih omejitev moči anten. Čeprav sta se moč antene in programska oprema izboljšali, je v začetku 1930. stoletja praktična meja primarnega radarja zračnega prometa približno 21 milj (60 kilometrov).
Uporaba primarnega radarja zahteva veliko moč signala, ker bodo predmeti, ki so oddaljeni od antene, odbili ali poslali nazaj šibek signal. Na daljših razdaljah od antene postane radar nezanesljiv kot način določanja položaja letala samo z odbitimi signali. Vse večja količina zračnega prometa v 20. stoletju je povzročila potrebo po drugih sistemih za določanje položaja letal.
Od šestdesetih let prejšnjega stoletja so letala začela uporabljati transponderje za pomoč pri kontroli zračnega prometa. Transponder je tako sprejemnik kot oddajnik, ki sprejema radarski signal od primarnega radarja in pošlje nazaj signal, ki vsebuje podatke o identifikaciji zrakoplova, nadmorski višini in hitrosti. Ta tako imenovani sekundarni radar izboljša natančnost položaja letala, saj transponder napaja letalo in oddaja močnejši signal kot primarni radarski signal.
Izboljšani transponderji od poznega 20. stoletja so zagotavljali tudi dodatne informacije o letalu. Piloti bi lahko izbrali nastavitve, ki bodo kontrolorju zračnega prometa na tleh povedale, če je letalo ugrabljeno, pod nadzorom drugih oseb ali če je na krovu nujna situacija. Ti aktivni signali so bili poslani na sekundarni radarski sprejemnik, ki se nahaja na isti anteni kot primarni radar, in si jih je mogoče ogledati na zaslonih za nadzor prometa.
Čolne na vodi je mogoče zaznati tudi z radarskimi sistemi, z nekaterimi omejitvami. Visoki valovi lahko prikrijejo ali skrijejo radarske vračanje manjših čolnov, ukrivljenost ali oblika Zemlje pa onemogočata videnje čolnov pod obzorjem. Velike vojaške ladje lahko uporabljajo oblike ali prevleke, ki zmedejo radar, in absorbirajo radar, da bi bile na radarskih zaslonih videti kot manjše ladje.
Radar se lahko uporablja tudi za zaznavanje vremena. Molekule vode v oblakih lahko odražajo nekatere frekvence radarskih signalov, kar bo prikazalo oblake, ki vsebujejo dež. Zgodnji sistemi so lahko videli le premikajoče se dežne kaplje, sistemi od poznega 20. stoletja pa lahko zaznajo vlago tudi brez dežja.
Dopplerjev radar lahko zazna hitrost in smer vodnih kapljic, ki se premikajo po zraku. Odbit signal analizira programska oprema, ki pokaže, ali se signal premika proti anteni ali stran od nje. Lahko prikaže vrtenje, ki nakazuje možen tornado, tudi ponoči ali ko ga skrije močan dež.