Un módem es un dispositivo que es capaz de codificar información digital variando una o más propiedades de la señal portadora, enviando esta señal a través de una línea telefónica y decodificando la información una vez que ha sido transmitida mediante la demodulación de la señal. El módem en un lado de la línea de comunicación modula y transmite los datos, mientras que el módem del otro lado lo recibe y demodula.
Antes de que un módem pueda intercambiar información con otro, primero debe iniciar la comunicación abriendo la línea, marcando el número y esperando confirmación. El paso final, comúnmente conocido como "handshaking", es donde dos dispositivos alinean su velocidad de comunicación. La velocidad de transferencia de las variantes de módem más antiguas, como los módems de acceso telefónico V.90, está limitada a 56 kilobits por segundo.
Las variantes modernas de módem, como ADSL, funcionan dividiendo las frecuencias disponibles en la línea telefónica. La "A" en "ADSL" significa "asimétrico", que refleja la mayor velocidad del flujo descendente en relación con el ancho de banda ascendente. Aunque los módems ADSL proporcionan velocidades más altas en comparación con los módems de acceso telefónico, se ven afectados por la distancia entre el usuario y la oficina central del proveedor de servicios de Internet. Este es el resultado de la incompatibilidad entre los amplificadores de señal de voz en la línea y las señales ADSL.
Los módems de cable envían y reciben datos a través de un cable coaxial que normalmente transporta señales de televisión. Los datos de flujo descendente toman una única ranura de 6 megahercios, mientras que el flujo ascendente solo requiere un ancho de banda de 2 megahercios. Para que la comunicación sea funcional, el fin con el ISP debe tener un sistema de terminación de cable módem.