Модем сейчас стал одним из наиболее популярных компьютерных устройств. Это произошло по той причине, что именно он создает компьютеру универсальную возможность "выхода во внешний мир", причем такой выход может быть организован в любом месте, где есть телефон или хотя бы телефонный или телеграфный провод, а для специальных модемов достаточно даже простого наличия электрической сети, по которой и передаются все сигналы.

Слово "модем" (modem) является сокращением от двух слов: модулятор и демодулятор. Модуляцией называется такое изменение основного сигнала (звукового, электрического, светового и т.п.), когда в него добавляется информация о другом сигнале, после чего такой сложный меняющийся сигнал передается приемному устройству, которое путем демодуляции выделяет из него дополнительную информацию. Основной сигнал при этом называется несущим (carrier), а дополнительный - модулирующим или информационным.

Модуляция применяется во многих случаях, одним из которых является речевой аппарат человека. Когда голосовые связки колеблются в потоке выдыхаемого воздуха, создается простой звук определенной высоты; сознательным усилием мы изменяем частоту и интенсивность колебаний связок, повышая или понижая высоту и громкость звука, а язык и губы создают дополнительные изменения звука, облегчая другим людям восприятие нашей речи. В то же время без несущего звукового сигнала, производимого связками, движения языка и губ были бы бесполезны, так как воздушная среда не позволяет передавать такие сигналы. В этом и состоит назначение модуляции - передача по некоторой среде сигналов, которые сами по себе в ней распространяются плохо или не распространяются вообще.

Большинство компьютерных модемов предназначены для использования с телефонной линией, диапазон частот которой составляет 300..3400 Гц. Функция модема заключается в том, чтобы "умять" быстрые цифровые сигналы, требующие гораздо более широкой полосы частот, в этот узкий диапазон - отсюда и характерный шипящий или жужжащий звук, издаваемый модулятором в линию. Качество модулятора модема определяется тем, насколько чистый и равномерный сигнал он формирует у себя на выходе, а качество демодулятора - насколько уверенно и правильно он восстанавливает переносимую информацию. При этом качество демодулятора играет гораздо большую роль, поскольку демодуляция - наиболее сложный из процессов, происходящих в модеме.

Помимо диапазона частот, объем передаваемой в секунду информации ограничен также уровнем шума в линии; наиболее качественные современные телефонные линии позволяют передавать в секунду примерно 40..50 тысяч бит (килобит, кбит), однако на практике это значение редко превышает 30 с небольшим тысяч, поэтому последний стандарт V.34 ограничивает максимальную скорость значением 33.6 кбит/с. В то же время, поскольку все новые АТС являются цифровыми, набирает популярность так называемый "полуцифровой" метод передачи, когда один из модемов (серверный) устанавливается на самой АТС или ее цифровом канале, а другой (клиентский) - на обычной телефонной линии. Это позволяет за счет исключения аналогово-цифровых преобразований на серверном конце поднять скорость до 50 с лишним кбит/с (пределом установлено значение 57.6).