Faasimodulatsiooni korral mõjutab moduleeriv signaal kandesageduse faasi. Faas on teatavasti kahe võnkumise suhteline asupaik üksteise suhtes teatud kindlal ajahetkel. Faasi nihutatakse iga loogilise ühe korral, kuid jäetakse muutmata loogiliste nullide korral.

Kuna tegemist on digitaalse moduleeriva signaaliga, siis on levinud nimetus hikefaasiga modulatsioon (PSK- Phase Shifted Keying). Ülekandeliinile saadetud signaali faasi ei mõõdeta tavaliselt absoluutväärtustes, vaid määratakse kindlaks selle suhteline asukoht eelmise biti faasi suhtes.

Modemi teiseks põhifunktsiooniks on demoduleerimine, see tähendab digitaalsignaali algkuju taastamine selle moduleeritud kujult. Selleks kasutatakse vastavaid detekteerimis- ja filtreerimislülitusi, mis on tundlikud kandesignaali amplituudi, sageduse või faasi muutustele.

Kaasaegsetes modemites kasutatakse peamiselt faasinihkega modulatsiooni või seda kombineeritult koos amplituudmodulatsiooniga. Sellise segamodulatsiooni korral igale eri faasiga signaaliühikule vastab mitu eri suurusega amplituudi.

Kui faasinihet muuta näiteks 45 kraadi kaupa, siis saadakse 8 faasi suurust, mis koos kahe amplituudiväärtusega annab 16 eri väärtust (nn. kvadratuurmodulatsioon).

Kõige uuemates modemites kasutatakse kvadratuudmodulatsiooni teisendeid, kus on tagatud veaavastamine ja parandamine.