변조(Modulation)란 전송하고자 하는 저주파의 정보 신호를 전송 매체의 특성에 적합한 고주파의 반송파(Carrier wave)에 실어 보내는 과정을 의미한다. 음성이나 영상과 같은 원래의 정보 신호는 주파수 대역이 낮아 원거리 전송 시 신호 감쇠가 심하고, 효율적인 송수신을 위해 거대한 안테나가 필요하다는 물리적 한계가 있다. 이를 해결하기 위해 높은 주파수를 가진 반송파의 진폭, 주파수, 위상 등을 정보 신호에 따라 변화시켜 전송 효율을 높이는 변조 과정이 필수적으로 요구된다.

아날로그 변조는 아날로그 형태의 정보 신호를 반송파에 싣는 방식으로, 반송파의 어떤 요소를 변화시키느냐에 따라 크게 세 가지로 나뉜다. 진폭 변조(AM, Amplitude Modulation)는 반송파의 진폭을 신호의 강약에 따라 변화시키는 방식으로 회로가 간단하지만 잡음에 취약하다는 단점이 있다. 주파수 변조(FM, Frequency Modulation)는 반송파의 주파수를 변화시키는 방식으로 AM에 비해 잡음에 강하고 음질이 우수하여 라디오 방송 및 텔레비전 음성 전송에 주로 사용된다. 위상 변조(PM, Phase Modulation)는 반송파의 위상을 신호에 따라 변화시키는 방식이다.

디지털 변조는 이진 데이터와 같은 디지털 신호를 전송하기 위해 아날로그 반송파의 특성을 변화시키는 과정이다. 주요 방식으로는 진폭 편이 변조(ASK), 주파수 편이 변조(FSK), 위상 편이 변조(PSK)가 있으며, 현대 통신에서는 진폭과 위상을 동시에 변화시켜 전송 효율을 극대화한 직교 진폭 변조(QAM)가 널리 쓰인다. 디지털 변조는 아날로그 방식보다 잡음과 간섭에 강하며, 오류 정정 기술을 적용하기 용이하고 데이터의 압축 및 암호화가 가능하다는 이점을 가진다.

수신 측에서는 변조되어 전달된 신호로부터 원래의 정보 신호를 다시 복원하는 과정이 필요한데, 이를 복조(Demodulation)라고 한다. 변조와 복조를 모두 수행하는 장치를 모뎀(MODEM, Modulator-Demodulator)이라 부르며, 이는 유무선 통신망에서 데이터를 주고받는 핵심 장비로 기능한다. 변조를 통해 하나의 전송로에서 여러 개의 신호를 서로 다른 주파수 대역에 실어 동시에 전송하는 다중화(Multiplexing)가 가능해지므로 통신 자원의 활용도가 극대화된다.

오늘날 변조 기술은 이동통신, 위성 통신, 무선 랜(Wi-Fi), 방송 시스템 등 거의 모든 정보통신 분야에서 중추적인 역할을 담당하고 있다. 제한된 주파수 자원 내에서 더 많은 데이터를 더 빠르고 정확하게 전송하기 위해 다중 반송파 변조 방식인 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)와 같은 고도의 변조 기술이 지속적으로 발전하고 있으며, 이는 초연결 사회를 구현하는 밑바탕이 되고 있다.