Bắt nguồn từ cấu trúc 3 lớp do Landy và các cộng sự đề xuất vào năm 2008, ngày nay, các cấu trúc MA về cơ bản đều gồm có 3 lớp: lớp cấu trúc kim loại đóng vai trò là cấu trúc cộng hưởng ở phía trước được sắp xếp tuần hoàn. Lớp cấu trúc này hoàn toàn có thể được điểu chỉnh phù hợp để vật liệu biến hóa thỏa mãn điều kiện phối hợp trở kháng với môi trường sóng tới nhằm triệt tiêu sóng phản xạ. Ở giữa là lớp điện môi tạo không gian tiêu tán sóng điện từ. Cuối cùng là lớp kim loại liên tục có tác dụng ngăn chặn sự truyền qua của sóng điện từ còn sót lại. Các kim loại thường được sử dụng trong vật liệu biến hóa là các kim loại có độ dẫn điện tốt như vàng, bạc hay đồng.
Ý tưởng của vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ là dựa trên nguyên lý phối hợp trở kháng để triệt tiêu thành phần phản xạ khi sóng điện từ chiếu tới vật liệu. Năng lượng sóng điện từ khi vào trong vật liệu sẽ bị hấp thụ bởi lớp cấu trúc kim loại do cộng hưởng từ cùng với độ tổn hao của lớp điện môi. Cuối cùng, lớp kim loại liên tục phía sau có vai trò triệt tiêu hoàn toàn thành phần truyền qua.
Bên cạnh đó, PGS. TS. Nguyễn Thanh Tùng tại Viện Khoa học vật liệu cũng đã đề xuất một cách tiếp cận khác cho phép triệt tiêu thành phần truyền qua MA mà không cần tấm kim loại liên tục. Điều này được tạo ra nhờ vào sự chồng chập của cộng hưởng điện và cộng hưởng từ [45] hoặc sự chồng chập của hai cộng hưởng từ trong hiệu ứng lai hóa [46].
a. Nguyên lý phối hợp trở kháng:
Trở kháng của vật liệu được định nghĩa theo công thức 𝑍(𝜔) = √𝜇(𝜔) 𝜀(𝜔)⁄ = 𝑍𝑟 + 𝑖𝑍𝑖. Khi đạt được điều kiện 𝜇(𝜔) = 𝜀(𝜔), năng lượng điện từ trường của sóng chiếu tới sẽ hoàn toàn truyền qua mặt phân cách giữa môi trường tới và vật liệu biến hóa. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng phối hợp trở kháng giữa vật liệu với môi trường truyền sóng. Trong trường hợp này,
𝑍(𝜔) = 𝑍0(𝜔) = √𝜇0⁄𝜀0 ≈ 377 Ω khiến cho độ phản xạ tại bề mặt 𝑅(𝜔) = 0. Vì vậy, dựa trên nguyên lý này, hoàn toàn có thể thiết kế cấu trúc cộng hưởng