Modeemi on laite, joka muuntaa tietokonemuodessa olevan tiedon ääneksi ja välittää sen puhelinverkon kautta paikasta toiseen. Asia voidaan myös ilmaista siten, että modeemi muuttaa tietokoneen tuottaman digitaalisen informaation analogiseksi tiedon siirtoa varten ja vastaavasti linjan toisessa päässä palauttaa koodatun informaation takaisin digitaaliseen muotoon.
Kun tietoa siirretään tietokoneelta toiselle puhelinverkkoa pitkin modeemin välityksellä, tarvitaan siis kummassakin tietokoneessa modeemi (Kuva 1)
Modeemin avulla mikron käyttäjä voi olla yhteydessä muihin tietokoneisiin ja käyttää niissä mahdollisesti tarjottavia palveluja, kuten erilaisia sähköpostipalvelimia, www- palvelimia, tietopalveluita, pankkipalveluja ja purkkeja.
Alkuperäinen englanninkielinen termi modem on yhdistelmä sanoista modulator ja demodulator, jotka kuvaavat modeemin toimintaperiaatetta. Lähettäessään se moduloi kantoaaltoa tietokoneesta tulevalla datalla ja vastaanottaessaan demoduloi kantoaallosta datan takaisin tietokonemuotoon.
Puhelinlinjoilla kuuluvat ritinät ja kohinat haittaavat tätä tiedonsiirtoa ja aiheuttavat esim. roskamerkkejä mikron ruudulle tai taukoja yhteyteen. Modeemi siis tulkitsee häiriön välitettäväksi dataksi. Linjan häiriöiden määrä on hyvin paikallinen suure. Jopa sää voi olla ratkaiseva: syksyn sateissa puhelinlinjoihin saattaa päästä kosteutta, joka lisää linjan häiriöitä ja siten roskamerkkien määrää.Virheenkorjaava modeemi peittää linjan häiriöt käyttäjän näkyvistä.