短波波長為100 ~ 10米，對應頻率為3 ~ 30 MHz。短波的應用因其距離遠、經濟、方便而很快超過了中波。1921年，人類第壹次實現了短波跨洋傳播。這位先驅不是著名的專家，而是壹位不知名的業余無線電愛好者的偶然發現。
1921年，意大利羅馬郊區發生了壹場大火。壹個功率只有幾十瓦的業余短波電臺發出了求救信號，目的是讓附近的消防隊員迅速趕來救援。沒想到，這個求救信號被1500公裏外的哥本哈根(丹麥首都)的壹些接收機收到了。當然對羅馬的救火沒有幫助，但是這個發現引起了很多無線電愛好者的興趣，也引起了壹些科學家的註意，他們都分別進行了類似的實驗。實驗結果表明，短波比長波更適合遠距離通信，因此壹些國家逐漸建立了短波通信線路。924年，德國的瑙恩和阿根廷的布宜諾斯艾利斯之間建立了第壹條短波通信線路。
科學家發現，無線電波能夠繞著地球彎曲，是因為大氣中有壹個帶電粒子層，它是由太陽紫外線電離大氣中的空氣產生的。1924年，英國物理學家阿普爾頓在巴內特的協助下，通過直接測量帶電粒子層的高度，首次證實了在地面以上110 ~ 120米的高度存在帶電粒子層。這種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赫維賽在20世紀初提出的。現在這個假設已經被實驗證實，所以稱之為kennelly-Hevisai帶電粒子層，也叫E帶電粒子層。1926年，阿普爾頓發現在距離地面200 ~ 400米的高度也存在壹個帶電粒子層。人們稱它為阿普爾頓帶電粒子層，也叫F帶電粒子層。因為阿普爾頓的傑出貢獻，他獲得了1947年諾貝爾物理學獎。1930年，英國物理學家沃森·瓦特正式將高層大氣中的這些帶電粒子層命名為“電離層”。比如上面提到的e帶電粒子層，叫做e電離層；F帶電粒子層，稱為F電離層。
經過長期的探索，人們逐漸認識到中波段電磁波主要是在正電離層和地面之間反射並向遠處傳播。然而，短波電磁波主要在礦井電離層和地面之間反射，並傳播到遠處。顯然，短波傳播的距離要比中波傳播的距離遠得多。
用短波進行無線電通信稱為短波通信，主要依靠天波和地波進行傳播。天波傳播依靠F電離層的反射，傳播衰減小。因此，可以用較少的功率和較低的成本進行遠距離通信和廣播。短波廣播仍是國際廣播的主要手段，短波頻段也是現代業余無線電通信的常用頻段。
1938年，前蘇聯建成了功率為120 kW的短波電臺，是當時世界上功率最大的電臺。
20世紀20年代短波通信的出現改變了無線電通信發展的歷史進程。