通信的核心功能即为信息传递。信息在传输过程中，产生与发送的一端通常被称为信源，而接收信息的一端则被称为信宿。这两者之间的传输路径即为信道。当信息进入信道时，为确保其能够在信道上顺利传输并被正确接收，通常需将其转化为适合信道传输的格式。为确保信息的传输质量，需对信道中可能出现的外部干扰进行考虑，这种干扰常被称为噪声。数据通信系统的基础模型如以下图示所示：
信源产生的信息可以是模拟数据或数字数据。模拟数据取连续值，而数字数据则取离散值。在信息进入信道前，必须先转换为适合传输的电磁信号，这些信号可以是模拟的或数字的。
模拟信号是随时间连续变化的信号，其参量如幅度、相位和频率等可表示传输的信息内容。例如，电话机的话音输出信号、电视摄像机的图像信号等均属于模拟信号。
相对地，数字信号仅取有限个离散值。大多数数字信号在两个固定值间振荡，且其转换几乎瞬间完成。数字信号以某一瞬时的状态来表示传输的信息。在计算机中，数字信号的大小常以有限位的二进制数表示。
若信源产生的是模拟数据并通过模拟信道进行传输，这被称为模拟通信；而若模拟数据以数字信号的形式进行传输，则这种通信方式称为数字通信。对于数字数据的传输，无论其以模拟信号还是数字信号的形式进行传输，均可视为数据通信。
在模拟数据的传输过程中，为提高传输效率和实现通信双方的信号同步，常需对信号进行编码处理。例如，在广播系统中，语音模拟信号需通过调制技术分配至特定频率的电台进行传输。接收方则需进行解调过程，以接收指定的信号。
对于在模拟信道中传输数字数据的情况，需先将数字信号转换为模拟信号，这一过程称为数字调制。数字调制可通过调整模拟载波信号的幅度、频移和相移来实现。其三种基本模拟调制方法如图所示：
1. 调幅（AM）：载波的幅度随数字信号的值变化，亦称幅移键控法ASK。
2. 调频（FM）：载波的频率随数字信号的值变化，亦称频移键控法FSK。
3. 调相（PM）：载波的相位随数字信号的值变化，亦称相移键控法PSK。
对于数字数据的传输，各种编码技术被广泛应用。其中包括单极性码、极性码、双极性码等编码方式，以及归零码、双相码、不归零码等编码方法。曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码也是数字数据传输中常用的编码方式。
当需要将模拟数据转换为数字信号时，需使用编码（Codec）设备。该设备的作用与调制解调器相反。模拟数据经编码处理后被转换为数字信号，此过程称为模拟数据的数字化。常用的数字化技术为脉冲编码调制（PCM）。例如，在电话网络中，远程的程控交换机使用光纤连接并采用数字通信技术。而用户的话机到本地回路的传送则是模拟信号，需经过语音数字化处理才能在数字信道上传输。这一过程需经编码完成从模拟数据到数字数据的编码，模拟信号经过采样、量化、编码等步骤最终转化为由0和1组成的数字信号。在接收端则需相应的将数字信号转回模拟信号进行接收。