1899年3月，馬可尼成功地進行了使無線電波越過45千米寬的英吉利海峽的實驗。當時，馬可尼使用的是中波，波長為100～1000米，相應的頻率（即1秒內波動的次數）為300～3000千赫。中波是人們利用較早的波段之一，它主要用於廣播、導航、通信等。
短波波長為10～100米，相應的頻率是3～30兆赫。由於短波傳播的距離遠、經濟方便，因此短波的應用很快超過了中波。1921年，人類首次實現了短波跨越海洋的傳播，開創者並不是赫赫有名的專家，而是一個名不見經傳的業餘無線電愛好者的一次偶然的發現。
1921年，意大利羅馬市郊發生了一場大火災，一台功率隻有幾十瓦的業餘短波無線電台發出呼救信號，目的是讓附近的消防人員迅速來救援。出乎意料的是這個呼救信號竟然被1500千米之外的哥本哈根（丹麥的首都）的一些接收機收到了。這當然對救羅馬的火災無濟於事，但這一發現引起了許多無線電愛好者的興趣，更引起了一些科學家的重視，他們都分別進行了類似的試驗。實驗結果表明，對於遠距離通信來說，短波比長波更為合適，於是短波通信線路開始在一些國家逐步建立了起來。1924年，在德國的瑙恩與阿根廷的布宜諾斯艾利斯之間，建立起了第一條短波通信線路。
科學家們發現，無線電波能繞地球彎曲傳播，是因為在大氣層中有帶電粒子層的緣故，而這個帶電粒子層，是由於太陽紫外線對大氣層中空氣的電離作用而產生的。1924年，英國物理學家阿普爾頓在巴尼特的協助下，通過直接測量帶電粒子層的高度，最先證實了在離地麵高110～120米處有帶電粒子層的存在。這個帶電粒子層的存在，最早是由美國通信工程師肯內利和英國電氣工程師亥維賽在20世紀初提出的一個假設，現在這個假設得到了實驗上的證實，因此被稱為肯內利一亥維賽帶電粒子層，也叫E帶電粒子層。1926年，阿普爾頓又發現在離地麵高200～400米處，也存在一個帶電粒子層，人們把它叫做阿普爾頓帶電粒子層，也叫F帶電粒子層。由於阿普爾頓的突出貢獻，他在1947年榮獲了諾貝爾物理學獎。1930年，英國物理學家沃森·瓦特正式把存在於高空大氣層中的這些帶電粒子層命名為“電離層”。
比如，上述的E帶電粒子層，叫做E電離層；F帶電粒子層，叫做F電離層。
人們經過長期的探索，逐步認識到中波段電磁波主要是在E電離層與地麵之間不斷反射而傳向遠方的。而短波段電磁波主要是在F電離層與地麵之間不斷反射而傳向遠方的。顯然，短波傳播的距離比中波傳播的距離要遠得多。
用短波進行無線電通信就稱為短波通信，它主要靠天波和地波兩種方式進行傳播。天波傳播就是靠F電離層的反射進行傳播，它的傳播衰耗小，因此，用較小的功率、較低的成本，就能進行遠距離的通信和廣播。短波廣播至今仍是國際廣播中的主要手段，短波波段也是現代業餘無線電通信常用的波段。
1938年，前蘇聯建成了一個功率為120千瓦的短波無線電廣播電台，它是當時世界上功率最大的一個無線電廣播電台。
20世紀20年代問世的短波通信，改變了無線電通信發展的曆史進程。