多路复用技术是为了充分利用传输媒体，人们研究了在一条物理线路上建立多个通信信道的技术。多路复用技术的实质是，将一个区域的多个用户数据通过发送多路复用器进行汇集，然后将汇集后的数据通过一个物理线路进行传送，接收多路复用器再对数据进行分离，分发到多个用户。多路复用通常分为频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多址。
1、频分复用
- 当传输信道的带宽较大，而所传输的信号只需部分带宽就可实现有效传送，则可以在信道中同时传输多路信号，每路信号占用部分带宽。
- 频分复用是按频率划分不同的子信道，每个子信道占用不同的频率范围。采用调制技术，将信号搬移到信道相应的频段上。
- 频分复用常用于载波电话系统、电视等。
频分多路复用技术FDM（Frequency Division Multiplexing）。
频分多路复用利用通信线路的可用带宽超过了给定的带宽这一优点。频分多路复用的基本原理是：如果每路信号以不同的载波频率进行调制，而且各个载波频率是完全独立的，即各个信道所占用的频带不相互重叠，相邻信道之间用“警戒频带”隔离，那么每个信道就能独立地传输一路信号。
频分多路复用的主要特点是，信号被划分成若干通道（频道，波段），每个通道互不重叠，独立进行数据传递。每个载波信号形成一个不重叠、相互隔离（不连续）的频带。接收端通过带通滤波器来分离信号。频分多路复用在无线电广播和电视领域中的应用较多。ADSL也是一个典型的频分多路复用。ADSL用频分多路复用的方法，在PSTN使用双绞线上划分出三个频段：0~4kHz用来传送传统的语音信号；20~50kHz用来传送计算机上载的数据信息；150~500kHz或140~1100kHz用来传送从服务器上下载的数据信息。
2、时分复用
时分多路复用技术TDM（Time Division Multiplexing）
时分多路复用是以信道传输时间作为分割对象，通过为多个信道分配互不重叠的时间片段的方法来实现多路复用。时分多路复用将用于传输的时间划分为若干个时间片段，每个用户分得一个时间片。时分多路复用通信，是各路信号在同一信道上占有不同时间片进行通信。由抽样理论可知，抽样的一个重要作用，是将时间上连续的信号变成时间上的离散信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供条件。具体说就是把时间分成一些均匀的时间片，通过同步（固定分配）或统计（动态分配）的方式，将各路信号的传输时间配分在不同的时间片，以达到互相分开，互不干扰的目的。
至2011年9月，应用最广泛的时分多路复用是贝尔系统的T1载波。T1载波是将24路音频信道复用在一条通信线路上，每路音频信号在送到多路复用器之前，要通过一个脉冲编码调制编码器，编码器每秒抽样8000次。24路信号的每一路，轮流将一个字节插入到帧中，每个字节的长度为8位，其中7位是数据位，1位用于信道控制。每帧由24×8=192位组成，附加1bit作为帧的开始标志位，所以每帧共有193bit。由于发送一帧需要125us，一秒钟可以发送8000帧。因此T1载波数据传输速率为：
193bit×8000=1544000bps=1544Kbps=1.544Mbps
- 时分复用是采用时间分片方式来实现传输信道的多路复用，即每一路信号传输都使用信道的全部带宽，但只能使用其中某个时隙。
- 从如何分配传输介质资源的观点出发，时分多路复用又可分为两种：静态的时分复用和动态的时分复用。
- 静态时分复用中，多个数据终端的信号分别在预定的时隙内传输，其分配关系固定，周期性使用，收发双方保持同步，又称同步时分复用。若无数据传输时，对应时隙空闲。
- 静态时分复用中，每个数据终端的信号与传输时隙分配关系固定，无数据传输时，对应时隙空闲，因此效率较低。
- 动态时分复用又称异步时分复用，或称统计时分复用（STDM），是按需分配媒体资源，提高了传输媒体的利用率。
- 动态时分复用中，用户数据传输速率之和可以大于高速线路传输容量。
- 动态时分复用中需要使用缓冲存储和流量控制技术来保证数据正确传送。
3、码分复用
码分多址技术CDMA（Code Division Multiple Access)
码分多址是采用地址码和时间、频率共同区分信道的方式。CDMA的特征是个每个用户有特定的地址码，而地址码之间相互具有正交性，因此各用户信息的发射信号在频率、时间和空间上都可能重叠，从而使用有限的频率资源得到利用。
CDMA是在扩频技术上发展起来的无线通信技术，即将需要传送的具有一定信号带宽的信息数据，从一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端也使用完全相同的伪随机码，对接受的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。
不同的移动台（或手机）可以使用同一个频率，但是每个移动台（或手机）都被分配带有一个独特的“码序列”，该序列码与所有别的“序列码”都不相同，因为是靠不同的“码序列”来区分不同的移动台（或手机），所以各个用户相互之间也没有干扰从而达到了多路复用的目的。
- 每个站被指派一个唯一的m bit码片序列，如发送比特1，则发送自己的m bit码片序列；如发送比特0，则发送该码片序列二进制反码。
- 信道的极限信息传输速率C（信道容量）可表达为：C=Wlog2(1+S/N)b/s，W为信道的带宽（以Hz为单位），S/N为信道内信号和噪声的功率之比。
4、波分复用
波分多路复用技术WDM（Wavelength Division Multiplexing）
波分复用用同一根光纤内传输多路不同波长的光信号，以提高单根光纤的传输能力。因为光通信的光源在光通信的“窗口”上只占用了很窄的一部分，还有很大的范围没有利用。
也可以这样认为WDM是FDM应用于光纤信道的一个变例。如果让不同波长的光信号在同一根光纤上传输而互不干扰，利用多个波长适当错开的光源同时在一根光纤上传送各自携带的信息，就可以增加所传输的信息容量。由于是用不同的波长传送各自的信息，因此即使在同一根光纤上也不会相互干扰。在接收端转换成电信号时，可以独立地保持每个不同波长的光源所传送的信息。这种方式就叫做“波分复用”。
如果将一系列载有信息的不同波长的光载波，在光领域内以1至几百纳米的波长间隔合在一起沿单根光纤传输，在接收器再一一定的方法，将各个不同波长的光载波分开。在光纤上的工作窗口上安排100个波长不同的光源，同时在一根光纤上传送各自携带的信息，就能使光纤通信系统的容量提高100倍。
- 波分复用就是光的频分复用，即在一根光纤上传输多路光载波信号
- 波分复用技术可以进一步提高光纤的传输容量，满足通信需求量的迅速增长和多媒体通信
- 密集波分复用技术经常被用来描述支持巨大数量信道的系统