Celulares usam tecnologia existente há anos, mas não aplicada a comunicação móvel até os anos 1980. Celulares modernos são notáveis pela mobilidade. Usuários conversam simultaneamente e se movem em direções diferentes, graças à forma como o celular envia e recebe sinais de torres próximas.
Celulares são, na verdade, rádios. Operam de forma muito similar a walkie-talkies, com diferenças chave. Walkie-talkies usam sinal de rádio único em um canal para falar curta distância. Celulares usam múltiplas frequências para que dois usuários falem ao mesmo tempo e têm tecnologia de expansão para distâncias muito longas. A tecnologia básica, incluindo transmissores e receptores, permanece a mesma.
Celulares usam frequências de rádio para enviar e receber informação traduzida em som. Em qualquer momento em uso, o celular envia informação em pelo menos duas frequências diferentes: uma para enviar e outra para receber. Existe faixa de frequências reservada especificamente para provedores de serviço celular. Diferente de walkie-talkie, o usuário não controla a frequência que usa.
Celulares não enviam sinais apenas entre si — embora muitos tenham essa capacidade. A maioria envia sinais para torres de celular. Essas torres captam o sinal, amplificam e enviam a outra torre em seu alcance, geralmente vários quilômetros. Torres podem saltar o sinal de torre em torre até entrar no alcance do outro chamador para enviar o sinal ao telefone dele. Torres são construídas em grandes grades, ou células — daí o nome "celular" — e projetadas para comutar automaticamente o sinal de torre em torre conforme usuários se movem pela grade.
No início, celulares usavam duas frequências inteiras para conversas. Porém, com o crescimento de usuários, provedores perceberam que ficariam sem frequências, então sinais digitais foram introduzidos. Esses sinais codificam dados de som em binário e enviam em pacotes, usando múltiplas frequências simultaneamente. Pacotes são decodificados e convertidos de volta em som pelo celular receptor. Isso permite economizar espaço de frequência e tempo.
Cada provedor tem área de cobertura, ou grade de torres com seu equipamento, para retransmitir sinais. Se usuário sai dessa grade, o telefone não funciona ou entra em roaming, tentando usar equipamento de outras empresas em vez da tecnologia original. É uma razão pela qual roaming é mais caro que taxas normais de cobertura.
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