I modem forniscono comunicazioni punto-punto tra due dispositivi digitali che utilizzano circuiti analogici. I modem convertono i segnali digitali in segnali analogici, li trasmettono e quindi convertono i segnali analogici in segnali digitali.
I circuiti digitali trasmettono i dati utilizzando una serie di impulsi discreti che indicano uno zero o uno. I circuiti telefonici trasmettono la voce come una serie di onde elettromagnetiche. L'invio di dati digitali su un filo telefonico richiede la modulazione, mediante la quale gli impulsi digitali diventano forme d'onda che viaggiano come segnali vocali, ma possiedono una forma distinta. All'estremità ricevente, il demodulatore rileva le forme d'onda e le converte in impulsi digitali. Il termine "modem" deriva da una combinazione di queste due funzioni: (mo) dulation e (dem) odulation. Questo tipo di comunicazione di rete richiede un modem a ciascuna estremità del circuito analogico.
Fino agli anni '60, i computer avevano bisogno di circuiti dedicati per le comunicazioni di rete, che ne limitavano le capacità. Con il modem, i dispositivi digitali potrebbero comunicare utilizzando circuiti telefonici esistenti e trasmettere dati digitali come un segnale analogico. Questo sviluppo ha esteso la comunicazione di rete a qualsiasi posizione con un circuito telefonico. I primi modem avevano velocità di trasmissione molto basse e l'affidabilità rimaneva un problema. Tuttavia, una serie di sviluppi negli anni '80 ha portato alla comunicazione ad alta velocità via modem per le imprese, e tale processo è diventato comune fino all'introduzione della rete in fibra ottica a banda larga.
