ในด้านโทรคมนาคมการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่ ( FDM ) เป็นเทคนิคที่แบ่งแบนด์วิดท์ ทั้งหมด ที่มีอยู่ในสื่อการสื่อสารออกเป็นแถบความถี่ ที่ไม่ทับซ้อนกันหลายแถบ โดยแต่ละแถบใช้สำหรับส่งสัญญาณแยกกัน วิธีนี้ช่วยให้สื่อการส่งสัญญาณเดียว เช่น การเชื่อมต่อวิทยุไมโครเวฟ สายเคเบิล หรือใยแก้วนำแสงสามารถใช้ร่วมกันได้โดยสัญญาณอิสระหลายสัญญาณ อีกการใช้งานหนึ่งคือการส่งบิตหรือส่วนต่างๆ ของสัญญาณอัตราสูงแบบอนุกรมพร้อม กัน

ตัวอย่างที่พบได้บ่อยที่สุดของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่คือ การออกอากาศ ทางวิทยุและโทรทัศน์ ซึ่งสัญญาณวิทยุหลายสัญญาณที่มีความถี่ต่างกันส่งผ่านอากาศพร้อมกัน อีกตัวอย่างหนึ่งคือเคเบิลทีวีซึ่งช่องโทรทัศน์หลายช่องถูกส่งพร้อมกันบนสายเคเบิลเส้นเดียว นอกจากนี้ FDM ยังถูกใช้ในระบบโทรศัพท์เพื่อส่งการโทรหลายสายผ่านสายส่งหลักที่มีความจุสูงดาวเทียมสื่อสารเพื่อส่งข้อมูลหลายช่องสัญญาณบนลำแสงวิทยุอัปลิงก์และดาวน์ลิงก์ และโมเด็มบรอดแบนด์ DSLเพื่อส่งข้อมูลคอมพิวเตอร์จำนวนมากผ่านสายโทรศัพท์ แบบคู่บิดเกลียว และการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย

เทคนิคที่คล้ายคลึงกันที่เรียกว่าการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น (Wavelength Division Multiplexing ) ถูกนำมาใช้ในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงซึ่งมีการส่งข้อมูลหลายช่องสัญญาณผ่านใยแก้วนำแสงเส้น เดียว โดยใช้ความยาวคลื่น (ความถี่) ที่แตกต่างกัน

สัญญาณข้อมูล (การมอดูเลชั่น) หลายสัญญาณที่ส่งผ่านระบบ FDM เช่น สัญญาณวิดีโอของช่องโทรทัศน์ที่ส่งผ่านระบบเคเบิลทีวี เรียกว่า สัญญาณเบส แบนด์ ที่ฝั่งต้นทาง สำหรับแต่ละช่องความถี่ออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์จะสร้าง สัญญาณ พาหะซึ่งเป็นรูปคลื่นที่สั่นอย่างต่อเนื่องที่ความถี่ เดียว ทำหน้าที่ "นำส่ง" ข้อมูล สัญญาณพาหะมีความถี่สูงกว่าสัญญาณเบสแบนด์มาก สัญญาณพาหะและสัญญาณเบสแบนด์จะถูกรวมเข้าด้วยกันใน วงจร มอดูเลเตอร์วงจรมอดูเลเตอร์จะเปลี่ยนแปลงบางส่วนของสัญญาณพาหะ เช่นแอมพลิจูดความถี่หรือเฟส โดยใช้สัญญาณเบสแบนด์ " ส่งข้อมูลไปพร้อมกับสัญญาณพาหะ"

ผลของการมอดูเลต₍ผสม) สัญญาณพาหะกับสัญญาณเบสแบนด์ คือการสร้างความถี่ย่อยใกล้กับความถี่พาหะที่ผลรวม ( fC + fB ) และผลต่าง ( fC − fB ₎ของความถี่ ข้อมูลจากสัญญาณมอดูเลตจะถูกส่งในแถบข้าง (sideband) _{ที่ อยู่แต่ละด้านของความถี่พาหะ ดังนั้น ข้อมูลทั้งหมดที่ส่งผ่านช่องสัญญาณจึง อยู่}ในแถบความถี่แคบๆ ที่กระจุกตัวอยู่รอบความถี่พาหะ ซึ่งเรียกว่าแถบผ่าน (passband ) ของช่องสัญญาณ

ในทำนองเดียวกัน สัญญาณเบสแบนด์เพิ่มเติมจะถูกใช้เพื่อปรับคลื่นพาหะที่ความถี่อื่น ๆ ทำให้เกิดช่องสัญญาณข้อมูลอื่น ๆ คลื่นพาหะเหล่านี้มีระยะห่างกันมากพอที่แถบความถี่ที่แต่ละช่องสัญญาณครอบครอง หรือแถบความถี่ผ่านของช่องสัญญาณแต่ละช่อง จะไม่ทับซ้อนกัน ช่องสัญญาณทั้งหมดจะถูกส่งผ่านตัวกลางการส่งสัญญาณ เช่น สายเคเบิลโคแอกเซียล ใยแก้วนำแสง หรือผ่านทางอากาศโดยใช้เครื่องส่งสัญญาณวิทยุตราบใดที่ความถี่ของช่องสัญญาณมีระยะห่างกันมากพอที่แถบความถี่ผ่านจะไม่ทับซ้อนกัน ช่องสัญญาณแต่ละช่องจะไม่รบกวนซึ่งกันและกัน ดังนั้นแบนด์วิดท์ที่มีอยู่จึงถูกแบ่งออกเป็น "ช่อง" หรือช่องสัญญาณ ซึ่งแต่ละช่องสามารถส่งสัญญาณที่ถูกปรับคลื่นแยกกันได้

ตัวอย่างเช่นสายเคเบิลโคแอกเซียลที่ใช้ใน ระบบ เคเบิลทีวีมีแบนด์วิดท์ประมาณ 1000 เมกะเฮิร์ตซ์แต่แถบความถี่ของแต่ละช่องโทรทัศน์กว้างเพียง 6 เมกะเฮิร์ตซ์ ดังนั้นจึงมีพื้นที่สำหรับหลายช่องสัญญาณบนสายเคเบิล (ใน ระบบ เคเบิลดิจิทัล สมัยใหม่ แต่ละช่องสัญญาณจะถูกแบ่งย่อยออกเป็นช่องสัญญาณย่อยและสามารถรองรับช่องโทรทัศน์ดิจิทัลได้มากถึง 10 ช่อง)

ที่ปลายสายเคเบิลหรือใยแก้วนำแสง หรือเครื่องรับวิทยุ สำหรับแต่ละช่องสัญญาณออสซิลเลเตอร์ภายในจะสร้างสัญญาณที่ความถี่พาหะของช่องสัญญาณนั้น ซึ่งจะผสมกับสัญญาณมอดูเลตที่เข้ามา ความถี่ทั้งสองจะหักล้างกัน ทำให้ได้สัญญาณเบสแบนด์สำหรับช่องสัญญาณนั้นอีกครั้ง กระบวนการนี้เรียกว่าการดีมอดูเลตสัญญาณเบสแบนด์ที่ได้จะถูกกรองออกจากความถี่อื่นๆ และส่งออกไปยังผู้ใช้

สำหรับการเชื่อมต่อโทรศัพท์ทางไกลบริษัทโทรศัพท์ในศตวรรษที่ 20 ใช้ ระบบ สายโคแอกเชียล แบบ L-carrierและระบบที่คล้ายกันซึ่งรองรับวงจรเสียงหลายพันวงจรที่ถูกมัลติเพล็กซ์ในหลายขั้นตอนโดยกลุ่ม ช่องสัญญาณ

สำหรับการส่งสัญญาณในระยะทางสั้นๆ นั้น มีการใช้สายเคเบิล แบบบาลานซ์คู่ ที่มีราคาถูกกว่า สำหรับระบบต่างๆ รวมถึงระบบ Bell System K- และ N-Carrier สายเคเบิลเหล่านั้นไม่รองรับแบนด์วิดท์ขนาดใหญ่ ดังนั้นจึงมีการมัลติเพ ล็กซ์ช่องสัญญาณเสียงเพียง 12 ช่อง ( ดับเบิลไซด์แบนด์ ) และต่อมา 24 ช่อง ( ซิงเกิลไซด์แบนด์ ) ลงใน สายไฟสี่ เส้น โดยใช้สาย คู่หนึ่งสำหรับแต่ละทิศทาง และมีตัวทวนสัญญาณทุกๆ สองสามไมล์ ประมาณ 10 กิโลเมตร ดูที่โทรศัพท์แบบแคริเออร์ เมื่อถึงปลายศตวรรษที่ 20 วงจรเสียง FDM ก็เริ่มหายาก ระบบโทรศัพท์สมัยใหม่ใช้การส่งสัญญาณแบบดิจิทัล ซึ่ง ใช้ การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา (TDM) แทน FDM

นับตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 สายสมาชิกดิจิทัล (DSL) ได้ใช้ ระบบ Discrete Multitone (DMT) เพื่อแบ่งคลื่นความถี่ออกเป็นช่องความถี่ต่างๆ

ระบบ FDM ที่เคยใช้กันทั่วไป เช่น ในระบบ L-carrierนั้น ใช้ตัวกรองคริสตัลที่ทำงานในช่วง 8 MHz เพื่อสร้างกลุ่มช่องสัญญาณ 12 ช่องสัญญาณ แบนด์วิดท์ 48 kHz ในช่วง 8140 ถึง 8188 kHz โดยการเลือกคลื่นพาหะในช่วง 8140 ถึง 8184 kHz และเลือกแถบข้างบน (upper sideband)จากนั้นกลุ่มนี้สามารถแปลงเป็นช่วงมาตรฐาน 60 ถึง 108 kHz โดยใช้คลื่นพาหะ 8248 kHz ระบบดังกล่าวใช้ในระบบ DTL (Direct To Line) และ DFSG (Directly formed super group)

สามารถสร้างช่องสัญญาณเสียงได้ 132 ช่อง (2SG + 1G) โดยใช้ระนาบ DTL แผนการมอดูเลชั่นและความถี่แสดงอยู่ในรูปที่ 1 และรูปที่ 2 การใช้เทคนิค DTL ช่วยให้สามารถสร้างช่องสัญญาณเสียงได้สูงสุด 132 ช่อง ซึ่งสามารถวางลงบนสายสัญญาณได้โดยตรง DTL ช่วยลดอุปกรณ์กลุ่มและซูเปอร์กลุ่ม

DFSG สามารถดำเนินการในลักษณะเดียวกันได้ โดยสามารถสร้างกลุ่มซูเปอร์กรุ๊ปจำนวนมากได้โดยตรงที่ความถี่ 8 kHz นอกจากนี้ DFSG ยังช่วยขจัดอุปกรณ์กลุ่มและสามารถนำเสนอสิ่งต่อไปนี้:

• ลดต้นทุนได้ 7% ถึง 13%
• อุปกรณ์ที่ต้องติดตั้งและบำรุงรักษามีจำนวนน้อยลง
• ความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากอุปกรณ์น้อยลง

ทั้ง DTL และ DFSG สามารถตอบสนองความต้องการของระบบที่มีความหนาแน่นต่ำ (โดยใช้ DTL) และระบบที่มีความหนาแน่นสูง (โดยใช้ DFSG) ได้ เทอร์มินัล DFSG มีลักษณะคล้ายกับเทอร์มินัล DTL ยกเว้นว่าแทนที่จะมีซูเปอร์กรุ๊ปสองกลุ่ม จะมีการรวมซูเปอร์กรุ๊ปหลายกลุ่มเข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น มาสเตอร์กรุ๊ปขนาด 600 ช่อง (10 ซูเปอร์กรุ๊ป) ที่ใช้ DFSG

FDM ยังสามารถใช้เพื่อรวมสัญญาณก่อนการมอดูเลตขั้นสุดท้ายลงบนคลื่นพาหะได้ ในกรณีนี้สัญญาณพาหะจะเรียกว่าซับแคริเออร์ตัวอย่างเช่น การส่งสัญญาณ FM สเตอริโอจะใช้ซับแคริเออร์ 38 kHz เพื่อแยกสัญญาณความแตกต่างซ้าย-ขวาออกจากช่องสัญญาณรวมซ้าย-ขวาตรงกลาง ก่อนที่จะทำการมอดูเลตความถี่ของสัญญาณรวม ช่องโทรทัศน์อนาล็อกNTSCจะถูกแบ่งออกเป็นความถี่ซับแคริเออร์สำหรับวิดีโอ สี และเสียง DSL ใช้ความถี่ที่แตกต่างกันสำหรับเสียงและสำหรับ การส่งข้อมูล อัปสตรีมและ ดาวน์ สตรีมบนตัวนำเดียวกัน ซึ่งเป็นตัวอย่างหนึ่งของการสื่อสารสองทิศทางแบบความถี่เช่น กัน

เมื่อใช้การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่เพื่ออนุญาตให้ผู้ใช้หลายคนใช้ช่องทางการสื่อสาร ทางกายภาพร่วมกัน จะเรียกว่าการเข้าถึงหลายช่องทางแบบแบ่งความถี่ (FDMA) ^{[ 1 ]}

FDMA เป็นวิธีการดั้งเดิมในการแยก สัญญาณ วิทยุจากเครื่องส่งสัญญาณต่างๆ

ในช่วงทศวรรษ 1860 และ 1870 นักประดิษฐ์หลายคนพยายามคิดค้นระบบส่งสัญญาณความถี่อิสระ (FDM) ภายใต้ชื่อโทรเลขเสียงและโทรเลขฮาร์มอนิก การใช้งาน FDM ที่ได้ผลจริงนั้นเกิดขึ้นในยุคอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ความพยายามของพวกเขานำไปสู่ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีไฟฟ้าเสียง ซึ่งส่งผลให้เกิดการประดิษฐ์โทรศัพท์ขึ้น

• การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่เชิงตั้งฉาก (OFDM)
• การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่ที่ไม่ตั้งฉาก (N-OFDM)