Modem là một thiết bị có khả năng mã hóa thông tin kỹ thuật số bằng cách thay đổi một hoặc nhiều đặc tính của tín hiệu sóng mang, gửi tín hiệu này qua đường dây điện thoại và giải mã thông tin khi nó đã được truyền đi bằng cách giải điều chế tín hiệu. Modem ở một bên của đường truyền thông sẽ điều chế và truyền dữ liệu, trong khi modem ở bên kia nhận và giải điều chế.
Trước khi một modem có thể trao đổi thông tin với một modem khác, trước tiên nó cần bắt đầu giao tiếp bằng cách mở đường dây, quay số và chờ xác nhận. Bước cuối cùng, thường được gọi là “bắt tay”, là nơi hai thiết bị điều chỉnh tốc độ giao tiếp của chúng. Tốc độ truyền của các biến thể modem cũ hơn, chẳng hạn như modem quay số V.90, bị giới hạn ở 56 kilobit /giây.
Các biến thể modem hiện đại, chẳng hạn như ADSL, hoạt động bằng cách chia các tần số khả dụng trong đường dây điện thoại. “A” trong “ADSL” là viết tắt của “asymmetric”, phản ánh tốc độ cao hơn của hạ lưu so với băng thông hướng lên. Mặc dù modem ADSL cung cấp tốc độ cao hơn so với modem quay số, chúng bị ảnh hưởng bởi khoảng cách giữa người dùng và văn phòng trung tâm của nhà cung cấp dịch vụ Internet. Đây là kết quả của sự không tương thích giữa bộ khuếch đại tín hiệu thoại trong đường truyền và tín hiệu ADSL.
Modem cáp gửi và nhận dữ liệu thông qua cáp đồng trục thường truyền tín hiệu truyền hình. Dữ liệu xuôi dòng chiếm một khe cắm 6 megahertz, trong khi dữ liệu ngược dòng chỉ yêu cầu băng thông có giá trị 2 megahertz. Để giao tiếp hoạt động, đầu cuối với ISP cần phải có hệ thống kết cuối modem cáp.