工作於衝擊或脈衝狀態的天線。分析這類天線時，必須計及電磁場的瞬變過程，並且最終把它的輻射特性表示為時間的函數。時域與頻域一般可借助傅裏葉變換互相映射，時域天線就是在極寬頻帶下工作的天線。不僅需要考慮各頻率分量間的幅度關係，還必須計及它們的相位關係。時域天線可用於檢測電磁環境中電磁脈衝（例如由核爆炸、閃電等引起的電磁脈衝）的強度。在高速資料通信和高分辨力雷達設備中，採用上升前沿很陡、脈寬很狹的脈衝，天線在接收或發射這些信號時，不能認為天線的輻射特性能夠即時建建立，因而要求瞭解天線的過渡特性以獲得適用的天線。適於正弦激勵的天線，在非正弦狀態下工作時，其輻射場的波形與激勵源的波形不同。例如，幾何尺寸遠小於信號最高頻率分量的波長的電偶極子或磁偶極子，當用作發射天線時，輻射場強與輸入信號的二階時間導數成正比；當用作接收天線時，接收信號與入射波場強的一階時間導數成比例。對於與頻率無關的對數周期天線、等角螺旋天線等，天線電流的色散會引起輻射波 形的失真。另外，脈沖天線不能像工作於正弦狀態那樣，依靠幹涉作用來使天線具有較強的方向性。現代使用的時域天線有：①電阻加載線天線，它有集總加載和分佈加載二種；②用電阻電容加載的線天線；③錐形天線或近似錐形天線；④橫電磁波喇叭天線，這種天線具有較高的方向性及增益；⑤利用巴比涅原理構成的互補天線。