调制解调器由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组成。数据终端设备以二进制串行信号形式提供发送的数据，经接口转换为内部逻辑电平送入发送部分，经调制电路调制成线路要求的信号向线路发送。接收部分接收来自线路的信号，经滤波、反调制、电平转换后还原成数字信号送入数字终端设备。
电话线可以使通信的双方在相距几千公里的地方相互通话，是由于在每隔一定距离都设有中继放大设备，保证话音清晰。在这些设备上若再配置modem，则能通电话的地方就可传输数据。一般电话线路的话音带宽在300～3400hz 范围，用它传送数字信号，其信号频率也必须在该范围。常用的调制方法有三种:频移键控(fsk)、相移键控(psk) 、相位幅度调制(pam)。
数模转换的调制方法也有三种:(1)频移键控(fsk)。用特殊的音频范围来区别发送数据和接收数据。如调频modembell-103型发送和接收数据的二进制逻辑被指定的专用频率是:发送，信号逻辑0、频率1070hz，信号逻辑1、频率1270hz;接收，信号逻辑0、频率20 25hz，信号逻辑1、频率2225hz。(2)相移键控(psk)，高速的modem常用四相制，八相制，而四相制是用四个不同的相位表示00、01、10、11四个二进制数，如调相modembell-212a型。该技术可以使300bps的modem传送600bps的信息，因此在不提高线路调制速率仅提高信号传输速率时很有意义，但控制复杂，成本较高，八相制更复杂。(3)相位幅度调制(pam)，为了尽量提高传输速率，不提高调制速率，采用相位调制和幅度调制结合的方法。它可用16个不同的相位和幅度电平，使1200bps的modem传送19200bps的数据信号。
调制解调器通电后，通常先进入挂机方式，通过电话拨号拨通线路后进入通话方式，最后通过modem的握手 过程进入联机方式。
调制解调器与计算机连接是数据电路通信设备dce（data circutterminating equipment）与数据终端设备dte（data terminal equipment）之间的接口问题。dce与dte之间的接口是计算机网络使用上的一个重要问题。任何一个通信站总要包括dce与dte，因此确定一个统一的标准接口，特别是对公用数据网有重要的意义。数据终端设备dte是产生数字信号的数据源或接收数字信号的数据宿，或者是两者的结合，像计算机终端、打印机、传真机等就是dte。将数据终端设备dte与模拟信道连接起来的设备就叫数据电路通信设备dce，像modem就是dce。dte与dce之间的连接标准有ccittv.10/x.26，与eiars-423-a兼容，是一种半平衡电气特性接口
普通的modem通常都是通过rs-232c串行口信号线与计算机连接。(rs本是recommendstandard的缩写)，它于1969年被国际组织认可。rs-232的定义包括电气特性(如电压值)、机械特性(如接头形状)及功能特性(如脚位信号)等。它允许一个发送设备连接到一个接收设备以传送资料;其原始规范的最大传输速度为20kbps，但事实上，现在的应用早已远超过这个速度范围。rs-232可说是相当简单的一种通信标准，若不使用硬件流控，则最少只需利用三根信号线，便可做到全双工的传输作业。rs-232的电气特性是属于非平衡传输方式，抗干扰能力较弱，故传输距离较短，约为15米左右而已。
rs-232c串行口信号分为三类：传送信号、联络信号和地线。
(1)传送信号：指txd(发送数据信号线)和rxd(接收数据信号线)。经由txd传送和rxd接收的信息格式为：一个传送单位(字节)由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
(2)联络信号：指rts、cts、dtr、dsr、dcd和ri六个信号，各自功能为： rts(请求传送)，是pc向modem发出的联络信号。高电平表示pc机请求向modem传送数据cts(清除发送)，是modem向pc机发出的联络信号。高电平表示modem响应pc发出的rts信号，且准备向远程modem发送数据。
dtr(数据终端就绪)，是pc向modem发出的联络信号。高电屏表示pc机处于就绪状态，本地modem 和远程modem之间可以建立通信信道。若为低电屏，则强迫modem终止通信dsr(数据装置就绪)，是modem向pc机发出的联络信号。它指出本地modem的工作状态，高电平表示 modem没有处于测试通话状态，可以和远程modem建立通道。dcd(传送检测)，是modem向pc发出的状态信号。高电平表示本地dce接收到远程modem发来的载波信号。
ri(振铃指示)，是modem向pc发出的状态信号，高电平表示本地modem收到远程modem发来的振铃信号。
(3)地线信号(gnd)，为相连的pc和modem提供同一电势参考点。56k高速modem是1997年才开始上市的拨号高速调制解调器，它的传输速率之所以能有高于传统电话线路上33.6kbps的极限速率，是因为它采用了完全不同于33.6k的调制解调技术，其工件原理和使用要求与33.6 k高速modem相比也有一定的区别。