両者の最大の違いは、食材に熱を伝える「物理的なアプローチ」にあります。外見が似ていても、庫内の密閉度とヒーター加熱方式の設計思想がまったく異なります。
オーブンは、高い断熱性を持つ密閉された庫内全体をヒーターで温め、熱せられた空気の対流（対流熱）によって食材を包み込むように加熱します。設定温度は一般的に100℃〜250℃（上位機種では300℃）の範囲で10℃刻みの緻密な温度コントロールが可能です。食材の内部まで均一に火を通すため、調理前には庫内を設定温度まで引き上げる「予熱」が欠かせません。
一方、オーブントースターは、上下に配置された赤外線ヒーター（石英管や遠赤グラファイトなど）から放たれる直接の強い赤外線（放射熱）を利用します。食材とヒーターの距離が非常に近く、スイッチを入れると数秒から数十秒でヒーターが赤熱し、食材の表面温度を一気に200℃〜250℃相当まで引き上げます。庫内温度を一定に保つ密閉性や精密な温度センサーは持たず、サーモスタットによる過熱防止機能とタイマー、またはワット数切り替え（300W〜1200W程度）で出力を制御します。
なお、複合機であるオーブンレンジに搭載されているグリル機能との違いも押さえておく必要があります。グリル機能は上部の専用ヒーターを使って上から直火で焼き目をつける機能であり、役割としてはトースターに極めて近い動作をします。
