Cuando el ancho de banda W de un enlace es suficiente, N emisores pueden transmitir simultáneamente si cada uno de ellos utiliza una banda de frecuencias diferente. Cada emisor disfruta de forma continua de un ancho de banda igual a W∕N. Por este motivo a la multiplexación en frecuencia se le llama también multiplexación por división de frecuencias o FDM (Frequency Division Multiplexing). A cada banda de frecuencias se le denomina canal (véase la Figura L.2).
La multiplexación en frecuencia se lleva a cabo desplazando adecuadamente los espectros de las señales a multiplexar mediante, por ejemplo, una modulación en amplitud, de forma que las bandas de frecuencias ocupadas sean diferentes. El multiplexor a continuación suma todas las señales. En la Figura L.3 se muestra un ejemplo donde se multiplexan en frecuencia tres señales.
La FDM es muy usada en telecomunicaciones analógicas y para llevarla a cabo se emplean, normalmente, las versiones para señales analógicas de ASK y FSK que se llaman AM (Amplitude Modulation) y FM (Frecuency Modulation) respectivamente. La diferencia entre AM y ASK, y FM y FSK es mínima: simplemente que las señales s(t) son analógicas. Ejemplos típicos son la radio-difusión de TV (analógica), las señales de FM, etc., aunque también se aplica a señales digitales como ocurre en los modems full-duplex donde los emisores son también receptores (al mismo tiempo) y viceversa.