電気信号の波形を変調させる技術は、半導体やコンピュータの出現より遥か前に遡る。現代の電気通信産業の基礎を築いた数学者クロード・シャノンは、情報理論を通じてノイズが存在する伝送路でデータを限界まで正確に送る数学的枠組みを提示した。
コンピュータ内部の0と1で構成されるデジタル信号は、そのままでは銅線や高周波の伝送路を遠くまで伝わっていかない。モデムはデジタルデータを振幅や周波数、位相の変化に置き換えて送り出し、受信側で再び元のデジタル値へと復元する。この極めて精密な変復調処理があるからこそ、遠く離れたサーバーとの通信が成立する。