La 4G, que és una evolució de la 3G, està basada en el protocol IP. Per tant, s’estableix com un sistema de sistemes o xarxa de xarxes i fa convergir, en un sol sistema, xarxes de cable, xarxes sense fil i també ordinadors o altres tipus de dispositius electrònics.
La 4G no és una tecnologia o un estàndard definit, sinó una col·lecció de tecnologies i protocols que permeten el màxim rendiment de processat amb la xarxa sense fil més barata. Es caracteritza per la gran velocitat mantenint la qualitat del servei en tot el sistema. Al març del 2008, la secció de radiocomunicacions de la Unió Internacional de les Telecomunicacions (ITU-R) publicà els requeriments per als estàndards de comunicacions mòbils 4G amb l’especificació IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications Advanced). Aquests requeriments especifiquen que les velocitats de transmissió disponibles en un sistema 4G han de ser entre 100 Mbit ⁄ s per a comunicacions d’usuaris amb mobilitat molt alta (interiors de vehicles en moviment) i 1 Gbit ⁄ s per a velocitats baixes (usuaris estàtics o movent-se a peu). Aquestes velocitats requereixen una eficiència espectral de 15 bits ⁄ s ⁄ Hz, que s’aconsegueix amb tècniques MIMO. A més, una xarxa 4G ha d’estar basada completament en IP (protocol d’internet).
Les primeres xarxes de 4G no experimental s’implementaren el 2010 als EUA, i al juliol del 2013 dues companyies telefòniques començaren a oferir el servei de 4G a la ciutat de Barcelona.