โดยทั่วไป โปรโตคอลการถ่ายโอนไฟล์ในยุคแรกๆ จะแบ่งไฟล์ออกเป็นแพ็กเก็ต หลายๆ แพ็กเก็ ต แล้วส่งทีละแพ็กเก็ตไปยังผู้รับ ส่วนหลักของแพ็กเก็ต หรือเพย์โหลดคือข้อมูลจำนวนหนึ่งไบต์จากไฟล์ที่กำลังส่ง หลังจากเพย์โหลดจะเป็นค่า ตรวจสอบความถูกต้อง ( checksum ) หรือการตรวจสอบความซ้ำซ้อนแบบวนรอบ (CRC) ซึ่งใช้ตรวจสอบว่าได้รับเพย์โหลดอย่างถูกต้องหรือไม่ หากได้รับแพ็กเก็ตอย่างถูกต้อง ผู้รับจะส่ง ข้อความ ACKและผู้ส่งก็จะเริ่มส่งแพ็กเก็ตถัดไป

ระบบโทรศัพท์ทำให้เกิดความล่าช้าเล็กน้อยที่เรียกว่าความหน่วงซึ่งรบกวนกระบวนการนี้ แม้ว่าผู้รับจะส่งACKทันที แต่ความล่าช้าในสายโทรศัพท์หมายความว่าจะมีช่วงเวลาหนึ่งก่อนที่ผู้ส่งจะได้รับและส่งแพ็กเก็ตถัดไป เมื่อ ความเร็ว ของโมเด็มเพิ่มขึ้น ความล่าช้านี้จะส่งผลให้จำนวนแพ็กเก็ตที่สามารถส่งได้ในช่วงเวลาล่าช้าเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพของช่องสัญญาณ ลดลง

XMODEMใช้เพย์โหลดขนาด 128 ไบต์ พร้อมเฮดเดอร์ 3 ไบต์ และเช็คซัม 1 ไบต์ รวมเป็น 132 ไบต์ต่อแพ็กเก็ต ในยุคของโมเด็ม 300 บิต  /วินาที การส่งแพ็กเก็ตใช้เวลาประมาณ 4 วินาที และความหน่วงโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ1/10 วินาทีดังนั้นภาระด้านประสิทธิภาพจึงไม่มากนัก เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ปัญหาก็จะเริ่มร้ายแรงขึ้น ที่ความเร็ว 2400  บิต/วินาที การส่งแพ็กเก็ตใช้เวลาประมาณ 0.55  วินาที ดังนั้นแบนด์วิดท์ประมาณ1/5ของแบนด์วิดท์ที่มีอยู่จึงสูญเปล่าไปกับการรอACK ที่ ความเร็ว 9600 บิต/วินาที การส่งแพ็กเก็ ตใช้เวลาเพียง 0.13 วินาที ดังนั้นแบนด์วิดท์ประมาณ 1/2 จึงสูญเปล่าไป  

วิธีแก้ปัญหาอย่างหนึ่งคือการใช้หน้าต่างเลื่อน (sliding window ) โปรโตคอลเหล่านี้จัดการกับปัญหาความหน่วงโดยอนุญาตให้ผู้ส่งส่งแพ็กเก็ตต่อไปได้เรื่อยๆ โดยไม่ต้องรอการยืนยัน (ACK ) จำนวนแพ็กเก็ตที่อนุญาตให้ส่งต่อไปได้เรียกว่า "หน้าต่าง" (window) ซึ่งโดยทั่วไปจะมีค่าอยู่ระหว่างสองถึงสิบหกแพ็กเก็ตในระบบส่วนใหญ่ XMODEM เวอร์ชันใหม่หลายเวอร์ชันที่รองรับหน้าต่างเลื่อนได้ปรากฏขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1980

การใช้หน้าต่างเลื่อน (Sliding windows) มีประโยชน์สำหรับความหน่วงที่อยู่ในระดับหลายแพ็กเก็ต ซึ่งเป็นกรณีของ XMODEM บนสายโทรศัพท์ทั่วไป อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่เพียงพอที่จะจัดการกับความหน่วงที่นานกว่านั้นที่พบในการโทรทางไกล การเชื่อมต่อผ่านดาวเทียม หรือบริการ X.25 เช่นPC Pursuitซึ่งความหน่วงอาจอยู่ในระดับหนึ่งวินาทีหรือนานกว่านั้น ในกรณีอื่นๆ ที่ช่องสัญญาณรับส่งช้ากว่าช่องสัญญาณส่งมาก เช่นเดียวกับกรณีของ โมเด็ม TelebitหรือUSRobotics แม้แต่จำนวน ACKเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้ช่องสัญญาณรับส่ง ทำงานหนักเกินไป และทำให้การถ่ายโอนหยุดชะงักได้

ZMODEM แก้ปัญหาเหล่านี้โดยการขจัดความจำเป็นในการส่ง ACKออกไป ทำให้ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลได้อย่างต่อเนื่องตราบใดที่ผู้รับตรวจไม่พบข้อผิดพลาด จะต้องส่ง NAK ก็ต่อเมื่อมีปัญหาเกิดขึ้นเท่านั้น เนื่องจาก ZMODEM มักใช้กับลิงก์ที่มี ระบบแก้ไขข้อผิดพลาดในตัวเช่น X.25 ผู้รับจึงมักไม่ส่งข้อความใดๆ กลับไปยังผู้ส่ง ส่งผลให้ระบบจะส่งไฟล์ทั้งหมดในรูปแบบสตรีมต่อเนื่อง และ ZMODEM จึงเรียกตัวเองว่า "โปรโตคอลแบบสตรีมมิ่ง"

ประสิทธิภาพของ ZMODEM ดีขึ้นกว่าโปรโตคอลทั่วไปก่อนหน้านี้มาก จนโดยทั่วไปแล้วมันเข้ามาแทนที่โปรโตคอลเฉพาะทางอย่างYMODEM-gซึ่งไม่มีระบบแก้ไขข้อผิดพลาดเลย และอาศัยการเชื่อมต่อที่ปราศจากข้อผิดพลาดซึ่งดูแลโดยโมเด็มแทน แม้ว่า YMODEM-g จะเร็วกว่า (และได้รับความนิยมในหมู่ " ผู้ใช้ระดับสูง ") แต่การขาดคุณสมบัติอื่นๆ เช่น การถ่ายโอนข้อมูลที่สามารถเริ่มต้นใหม่ได้ ทำให้มันไม่น่าสนใจเท่าที่ควร

XMODEM และโปรโตคอลส่วนใหญ่ที่ใช้พื้นฐานจาก XMODEM จัดการลำดับของแพ็กเก็ตโดยการใส่หมายเลขแพ็กเก็ตนำหน้าข้อมูลตั้งแต่ 1 ถึง 255 เวอร์ชันแบบ Windowed จะใช้หมายเลขแพ็กเก็ตนี้เพื่อระบุว่าแพ็กเก็ตใดได้รับการรับอย่างถูกต้อง หรือระบุแพ็กเก็ตที่ไม่ได้รับ เนื่องจากแพ็กเก็ตมี ความยาว 128 ไบต์ นั่นหมายความว่าปริมาณข้อมูลสูงสุดที่สามารถถ่ายโอนได้ก่อนที่หมายเลขแพ็กเก็ตจะวนกลับคือ 32  KB

ZMODEM แทนที่หมายเลขแพ็กเก็ตด้วยตำแหน่งจริงในไฟล์ ซึ่งระบุด้วยตัวเลข 32 บิต วิธีนี้ทำให้สามารถส่ง ข้อความ NAKเพื่อย้อนกลับการถ่ายโอนไปยังจุดที่เกิดข้อผิดพลาดได้ ไม่ว่าไฟล์จะยาวแค่ไหนก็ตาม คุณสมบัติเดียวกันนี้ยังใช้เพื่อเริ่มต้นการถ่ายโอนใหม่หากล้มเหลวหรือถูกขัดจังหวะโดยเจตนา ในกรณีนี้ ผู้รับจะตรวจสอบว่าได้รับข้อมูลไปแล้วเท่าใด จากนั้นจะส่งข้อความNAKพร้อมตำแหน่งนั้น ซึ่งจะทำให้ผู้ส่งเริ่มต้นจากจุดนั้นโดยอัตโนมัติ

การเริ่มต้นอัตโนมัติช่วยให้การจัดการง่ายขึ้น โดยอนุญาตให้เครื่องส่งเริ่มการถ่ายโอนได้เอง ก่อนหน้านี้ ผู้ใช้ต้องขอไฟล์จากผู้ส่งก่อน ทำให้ไฟล์อยู่ในสถานะ "รอ" จากนั้นจึงกลับไปยังโปรแกรมของตนเองและเรียกใช้คำสั่งเพื่อเริ่มการถ่ายโอน แต่ด้วยการถ่ายโอนอัตโนมัติ ผู้ใช้เพียงแค่ขอไฟล์ ผู้ส่งก็จะเริ่มการถ่ายโอนในโปรแกรมของผู้ใช้โดยอัตโนมัติ