Un modem est un appareil capable de coder des informations numériques en faisant varier une ou plusieurs propriétés du signal porteur, en envoyant ce signal via une ligne téléphonique et en décodant les informations une fois transmises en démodulant le signal. Le modem d'un côté de la ligne de communication module et transmet les données, tandis que le modem de l'autre côté les reçoit et les démodule.
Avant qu'un modem puisse échanger des informations avec un autre modem, il doit d'abord initier la communication en ouvrant la ligne, en composant le numéro et en attendant la confirmation. La dernière étape, communément appelée « prise de contact », est celle où deux appareils alignent leur vitesse de communication. La vitesse de transfert des anciennes variantes de modem, telles que les modems commutés V.90, est limitée à 56 kilobits par seconde.
Les variantes de modems modernes, telles que l'ADSL, fonctionnent en divisant les fréquences disponibles sur la ligne téléphonique. Le « A » dans « ADSL » signifie « asymétrique », ce qui reflète la vitesse plus élevée en aval par rapport à la bande passante en amont. Bien que les modems ADSL offrent des vitesses plus élevées par rapport aux modems commutés, ils sont affectés par la distance entre l'utilisateur et le bureau central du fournisseur de services Internet. Ceci est le résultat d'une incompatibilité entre les amplificateurs de signaux vocaux de la ligne et les signaux ADSL.
Les modems câble envoient et reçoivent des données via un câble coaxial qui transporte normalement les signaux de télévision. Les données en aval prennent un seul intervalle de 6 mégahertz, tandis que l'amont ne nécessite que 2 mégahertz de bande passante. Pour que la communication soit fonctionnelle, la fin avec le FAI doit avoir un système de terminaison de modem câble.