Od svojega izuma je bila komunikacijska tehnologija vedno odvisna od neke oblike telekomunikacijske infrastrukture. V tem primeru se infrastruktura nanaša na omrežje procesnih centrov in naprav, zasnovanih za pošiljanje elektronskih signalov z ene lokacije na drugo. Zgodnje oblike telekomunikacijske infrastrukture so bile odvisne od žic in kablov, ki jih je bilo treba fizično napeti na katero koli lokacijo, ne glede na to, kako oddaljena je. Sodobna infrastruktura vse bolj uporablja brezžično tehnologijo, ki komunicira s sateliti, signalnimi stolpi ali majhnimi lokalnimi napravami v domu ali podjetju.
Pred pojavom elektronskih komunikacij je bilo treba vsako sporočilo, poslano na oddaljeno lokacijo, dostaviti ročno, kar je zahtevalo veliko časa in stroškov. Javnim in zasebnim poštnim storitvam so pomagali inovativni pristopi, kot so semaforski znaki, svetlobni svetilniki ali celo dimni signali. Vsaka od teh metod je zahtevala infrastrukturo, že obstoječe omrežje, nastavljeno za obdelavo in dostavo sporočil. Ko je bil v 1830-ih izumljen telegraf, je tudi zanj zahtevala infrastrukturo, mrežo žic za komunikacijo telegrafskega signala. Do leta 1860 so bili telegrafski kabli, prva telekomunikacijska infrastruktura, nameščeni v različnih državah po svetu.
Telegraf je omogočal pošiljanje sporočil po eno črko na velike razdalje z uporabo metod, kot je Morsejeva abeceda. Telegraf je nadomestil izum telefona v sedemdesetih letih 1870. stoletja, vendar ideja o telekomunikacijski infrastrukturi ostaja nespremenjena tudi v 21. stoletju. Čeprav je telefon lahko skoraj takoj posredoval glasovne informacije na velike razdalje, je še vedno potreboval infrastrukturo žic, kablov in človeških operaterjev. V petdesetih letih prejšnjega stoletja so ladje namestile podvodne telefonske kable, ki povezujejo celine, kar je inženirski podvig, ki je ustvaril prvo resnično globalno telekomunikacijsko infrastrukturo.
Ker je telefonska tehnologija skozi desetletja napredovala, so preproste elektronske žice nadomestili z optičnimi kabli. Ti lahko hitreje posredujejo več informacij, pri čemer uporabljajo svetlobo in ne elektriko kot medij za prenos signala. To je omogočilo široko uporabo faksimila ali faksov, ki so lahko prenašali dokumente po telefonskih linijah. Ko je bila svetovna telekomunikacijska infrastruktura vzpostavljena z optičnimi kabli, je internet postal možnost. Računalniška omrežja so uporabljala obstoječe telefonske linije za prenos ne le besedila in slik, temveč tudi video, trgovino in zapletena interaktivna spletna mesta.
V 21. stoletju telekomunikacijska infrastruktura vključuje mobilne telefone, ki lahko brezžično prenašajo signal na satelite v vesolju, če so le-ti v oddaljenosti od relejnega stolpa. Relejni stolpi so bili postavljeni po vsem svetu, kar omogoča napravi v velikosti kreditne kartice, da komunicira s katerim koli drugim telefonom kjer koli na Zemlji. Infrastruktura Wi-Fi omogoča, da imajo računalniki, ki so pripravljeni na internet, približno enako pokritost, ne da bi bili neposredno povezani s telefonskimi linijami. Namesto tega lahko brezžično komunicirajo z oddajniki Wi-Fi, ki se nahajajo v številnih podjetjih, domovih in celo oddaljenih, prej nedostopnih lokacijah, kot je vrh Mount Everesta.