주파수 변조(Frequency Modulation, FM)에서는 전송하려는 아날로그 신호(전송 신호)의 변화에 따라 반송파의 주파수만 변하고, 진폭과 위상은 그대로 유지되는 방식이다. [ 그림 4-30 ] 은 주파수 변조의 파형을 보여준다. 전송 신호의 전압이 높을수록 주파수가 높아져서 파장이 밀집되고, 반대로 전압이 낮을수록 주파수가 낮아져서 파장이 길어진다.

주파수 변조된 신호의 대역폭(Bfm)은 전송 신호의 대역폭(B)으로부터 다음과 같이 구할 수 있다. 여기서 B는 변조 기술에 따라 다르지만 보통 4 정도의 값을 갖는다. B = 4 인 경우 주파수 변조된 신호의 대역폭은 전송 신호 대역폭의 10배가 된다.

15KHz의 대역폭을 갖는 오디오 신호(음성이나 음악)를 FM 변조하여 방송하려면 FM 라디오 방송국에서는 최소한 150KHz의 대역폭이 필요하다. 그러나 실제로는 200KHz의 대역폭을 사용하는데 이웃 대역 신호와 상호간섭을 피하기 위해 보호 대역(guard band)을 두기 때문이다.