As redes de telefonia celular são tão onipresentes que mais de nove em cada dez americanos usavam celulares em 2010, segundo a CTIA - The Wireless Association. Para fornecer cobertura a mais de 285 milhões de pessoas nos EUA, as operadoras construíram um extenso sistema de torres de rádio, estações base e antenas em praticamente todas as cidades e vilas. Grandes operadoras como Verizon e AT&T frequentemente se promovem como tendo a melhor cobertura e menos chamadas perdidas, o que atribuem à capacidade de suas redes.
O conceito celular remonta a um artigo da revista Time de julho de 1945, que afirmava que a AT&T fabricaria um "novo radiotelefone bidirecional, auto-para-qualquer-lugar, para motoristas dos EUA". O desafio era que uma chamada monopolizaria um canal de rádio inteiro em uma determinada área, e já existiam rádios comerciais, televisão e serviços de emergência competindo pela mesma largura de banda. Em 1947, Donald H. Ring, engenheiro dos Laboratórios Bell, propôs dividir uma grande cidade em zonas do tamanho de bairros, ou células, com cada local de célula tendo sua própria antena e unidade receptora. Além disso, cada local de célula usaria um conjunto diferente de frequências do que outras chamadas naquela área, mas cada frequência poderia ser reutilizada entre muitas células em uma única área de cobertura sem criar congestionamento. O FCC posteriormente aprovou um espectro de rádio para sistemas celulares, e a AT&T começou a construir seu sistema celular nos anos 1970.
Para um telefone celular fazer ou receber chamadas, enviar ou receber mensagens de texto e acessar a Internet, ele deve se comunicar com uma rede via sinal sem fio em uma frequência dedicada do telefone para um local de célula próximo. A partir daí, uma chamada pode ser encaminhada para o sistema telefônico fixo tradicional (se a chamada for para um telefone fixo), para outro celular, para um gateway de mensagens, ou conectar-se à Internet. Se um usuário de telefone celular se move de uma área de célula para outra, os sinais de seu dispositivo móvel são essencialmente transferidos de um local de célula para o próximo. Chamadas perdidas acontecem quando as pessoas viajam para fora do alcance de sua rede, ou devido a problemas na transferência de chamadas entre locais de célula.
Um local de célula tipicamente inclui uma torre, equipamento de transmissão — frequentemente em um gabinete chamado estação transmissora base —, entre três e 20 antenas por operadora, e utilidades associadas. Vários tipos de torres existentes em abril de 2011 incluem: torres de treliça, geralmente de três lados com base triangular; torres monopolo, torres de tubo único com antenas montadas externamente; torres estaiadas, torres altas e retas suportadas por cabos de aço; e torres furtivas, projetadas para se misturar ao ambiente parecendo uma árvore ou um mastro de bandeira. Cada local de célula cobre uma área entre meio milha e 6 milhas de raio.
O FCC vende a cada operadora uma licença para um bloco de frequências de rádio que podem usar para lidar com chamadas em cada área geográfica. Cada local de célula recebe seu próprio bloco menor de frequências.
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