Un mòdem situat entre l’emissor d’informació (normalment un ordinador) i la línia analògica modula (en canvia les característiques d’amplitud, freqüència o fase) un senyal de referència analògic anomenat portador d’acord amb la informació digital a transmetre i transmet el senyal modulat resultant; a l’altre extrem un altre mòdem situat entre la línia analògica i un receptor d’informació digital (normalment un ordinador) desmodula (interpreta la informació transportada en l’amplitud, freqüència o fase) el senyal analògic rebut, en recupera la informació digital transportada i la lliura al receptor digital. El nom mòdem prové de les funcions de modulació i de desmodulació que realitza. Permet transportar informació entre ordinadors sobre una línia telefònica convencional. Hi ha ordinadors que incorporen el mòdem dins la caixa de la CPU, en forma de targeta que es connecta a la placa base, o s’integra en la placa base (mòdems interns); en altres casos es tracta d’un dispositiu extern que es connecta a l’ordinador mitjançant una connexió RS232 o USB (mòdems externs).
Els mòdems actuals implementen diferents algorismes de compressió de dades que permeten augmentar la velocitat de transmissió. Hi ha diferents velocitats de transmissió estandarditzades que els mòdems convencionals poden assolir, com són 14.400, 28.800, 36.600 i 56.600 bps. Actualment s’està generalitzant la contractació amb les empreses proveïdores de telefonia de l’ús de la banda de freqüències per sobre de transmissió de la veu (300-3400 Hz) i l’ús de mòdems especials (mòdems Digital Subscriber Line o DSL), que són capaços de treballar a aquestes freqüències i permeten l’accés simultani a dades i veu, i la transmissió de dades entre l’abonat i la central de telefonia a unes velocitats molt més elevades sense interferir en el servei de transmissió de veu. Sovint el cabdal de què disposa l’abonat és molt superior en el sentit de recepció que en el de transmissió; en aquest cas es parla de DSL asimètric o d’ADSL.
Hi ha mòdems que implementen funcionalitats complementàries com la capacitat de veu, la qual cosa significa que poden actuar també com a terminals telefònics gràcies a un conjunt altaveu/micròfon intern, o la transmissió de fax, etc. Actualment molts incorporen el firmware en memòria de tipus flash en lloc de memòria ROM, amb l’objectiu de possibilitar l’actualització dels protocols de comunicacions i els algorismes de compressió. Un tipus especial de mòdem són els ràdio mòdems, que s’utilitzen per a transmetre dades sobre un enllaç ràdio sense fils en comptes de fer-ho sobre una línia telefònica.
El terme és l’acrònim de l’expressió anglesa modulator-demodulator.