Modemi Global System for Mobile Communications (GSM) so specializirane vrste modemov, ki delujejo prek naročniških brezžičnih omrežij, podobno kot mobilni telefon. GSM modem sprejema kartico Subscriber Identity Module (SIM) in v bistvu deluje kot mobilni telefon za računalnik. Tak modem je lahko celo namenski mobilni telefon, ki ga računalnik uporablja za zmogljivosti GSM omrežja.
Tradicionalni modemi so priključeni na računalnike, da omogočajo klicne povezave z drugimi računalniškimi sistemi. GSM modem deluje na podoben način, le da pošilja in sprejema podatke prek radijskih valov in ne preko telefonske linije. Ta vrsta modema je lahko zunanja naprava, povezana s kablom Universal Serial Bus (USB) ali serijskim kablom. Pogosteje pa je to majhna naprava, ki se priključi neposredno v vrata USB ali režo za kartico na računalniku ali prenosniku.
GSM modem je generična komunikacijska naprava, tako kot njegovi žični predniki, a ker storitev temelji na naročnini, mora imeti nameščeno kartico SIM. Ta kartica povezuje modem z ustreznim ponudnikom in identificira uporabnika naprave v omrežju operaterja. Na ta način GSM modem deluje tako kot mobilni telefon; pravzaprav mnogi mobilni telefoni uporabljajo tudi kartice SIM za isti namen. Ker kartica SIM dejansko vsebuje vse naročniške, članske in uporabniške podatke, so te kartice običajno zamenljive med GSM modemi in GSM mobilnimi telefoni.
Podobno kot način, kako klicni modemi pretvarjajo analogne signale v digitalne in nazaj, GSM modemi pretvarjajo digitalne podatke v sporočila storitve kratkih sporočil (SMS) za pošiljanje in prejemanje sporočil prek brezžičnega omrežja. Sporočila SMS so majhni naboji podatkov, ki se pošiljajo in sprejemajo kot podatkovni paketi na klicnih modemih.
Številni pametni telefoni tretje generacije (3G) in četrte generacije (4G) uporabljajo tehnologijo GSM, tako da lahko delujejo kot brezžične dostopne točke za računalnike. Z računalnikom jih je mogoče povezati prek kabla USB ali brezžično prek omrežja Wi-Fi (Wi-Fi) ali prek Bluetooth®. To uporabnikom omogoča dostop do interneta s svojim pametnim telefonom, ki deluje kot GSM modem in ne kot tradicionalna povezava Wi-Fi. Za mnoge uporabnike, ki imajo na svojem pametnem telefonu neomejen prenos podatkov, je ta rešitev cenejša od plačila ločene internetne povezave ali plačila pristojbin za povezavo ali članstva na javnih dostopnih točkah Wi-Fi.