Mobile Geräte wie Mobiltelefone, Tablet-Computer, Laptops und dergleichen haben einen enormen Einfluss auf unser tägliches Leben. Mobiltelefone, beispielsweise, stellen neben dem klassischen Telefonieren mittlerweile zahlreiche Softwareanwendungen (Apps) bereit, die unser Alltagsleben hinsichtlich Internetzugriff, Navigation, Kommunikation, Steuerung von Geräten, Sicherheit und Social Media bereichern. Das Leben in der westlichen Gesellschaft ist ohne mobile Geräte kaum noch vorstellbar.
Viele Apps erfordern Internetzugriff. Dieser wird durch Empfangen von Funksignalen über eine beliebige Anzahl von Mobilfunk-Basisstationen erreicht, die mit Mikrowellenantennen ausgestattet sind. Diese Standorte sind in der Regel auf einem Turm, einem Mast oder einem Gebäude montiert, die sich in bewohnten Gebieten befinden, und dann an ein kabelgebundenes Kommunikationsnetz und Vermittlungssystem angeschlossen. Mobiltelefone, als Beispiel, verfügen über ein Sende-/Empfangsgerät mit geringer Leistung, das Sprache und Daten an die nächstgelegenen Mobilfunkstandorte überträgt, die in der Regel nicht weiter als 8 bis 13 km (etwa 5 bis 8 Meilen) entfernt sind. In Gebieten mit geringer Netzabdeckung kann ein Mobilfunk-Repeater eingesetzt werden, der mit einer hochempfindlichen Parabolantenne oder Yagi-Antenne über große Entfernungen mit einem Mobilfunkmast weit außerhalb der normalen Reichweite kommuniziert und einen Repeater für die erneute Übertragung auf eine kleine lokale Antenne mit geringer Reichweite verwendet, die es jedem Mobiltelefon im Umkreis von einigen Metern ermöglicht, ordnungsgemäß zu funktionieren.
Wenn das Mobiltelefon oder mobile Gerät eingeschaltet wird, registriert es sich mit seiner eindeutigen Kennung bei der Mobilfunkzentrale und kann dann von der Vermittlungsstelle benachrichtigt werden, wenn ein Telefonanruf eingeht oder eine Netzverbindung aufgebaut werden soll. Das mobile Gerät sucht ständig nach dem stärksten Signal, das von den umliegenden Basisstationen empfangen wird, und kann nahtlos zwischen den Standorten wechseln. Wenn sich der Benutzer im Netz bewegt, werden die „Handoffs“ durchgeführt, damit das Gerät den Standort wechseln kann, ohne dass die Verbindung unterbrochen wird.
Zellstandorte verfügen über Funksender mit relativ geringer Leistung (oft nur ein oder zwei Watt), die ihre Anwesenheit ausstrahlen und die Kommunikation zwischen den mobilen Endgeräten und der Vermittlungsstelle weiterleiten. Die Vermittlungsstelle wiederum verbindet etwa einen Anruf mit einem anderen Teilnehmer desselben Mobilfunkanbieters oder mit dem öffentlichen Telefonnetz, zu dem auch die Netze anderer Mobilfunkanbieter gehören. Viele dieser Standorte sind getarnt, um sich in die bestehende Umgebung einzufügen, insbesondere in landschaftlich reizvollen Gegenden.
Der Dialog zwischen dem Mobiltelefon und der Funkzelle ist ein digitaler Datenstrom, der auch digitalisierte Audiodaten enthält (außer bei den analogen Netzen der ersten Generation). Die Technologie, mit der dies erreicht wird, hängt von dem System ab, das der Mobilfunkbetreiber eingeführt hat. Die Technologien werden nach Generationen eingeteilt. Die Systeme der ersten Generation, die 1979 in Japan eingeführt wurden, sind alle analog und umfassen AMPS und NMT. Die Systeme der zweiten Generation, die 1991 in Finnland eingeführt wurden, sind alle digital und umfassen GSM, CDMA und TDMA. Moderne Funkstandards umfassen die dritte (3G), vierte (4G oder LTE) und fünfte (5G) Generation.
Einige ältere Mobilfunktechnologien machen Telefone anfällig für das „Klonen“: Immer wenn ein Mobiltelefon den Empfangsbereich verlässt (z. B. in einem Straßentunnel), sendet es, sobald das Signal wiederhergestellt ist, ein „Re-Connect“-Signal an den nächstgelegenen Mobilfunkmast, um sich zu identifizieren und zu signalisieren, dass es wieder bereit ist zu senden. Mit der richtigen Ausrüstung ist es möglich, das Wiederverbindungssignal abzufangen und die darin enthaltenen Daten in ein „leeres“ Telefon zu kodieren – und zwar in jeder Hinsicht: Das „leere“ Telefon ist dann ein exaktes Duplikat des echten Telefons, und alle Anrufe, die mit dem „Klon“ getätigt werden, werden über das Originalkonto abgerechnet. Dieses Problem war bei der ersten Generation der analogen Technologie weit verbreitet, aber spätere digitale Standards ab GSM verbessern die Sicherheit erheblich und machen das Klonen schwieriger.
In dem Bestreben, die potenzielle Gefährdung durch einen Sender in Körpernähe des Benutzers zu begrenzen, wurden die ersten stationären/mobilen Mobiltelefone, die über einen separaten Sender, eine im Fahrzeug montierte Antenne und einen Handapparat verfügten (bekannt als Autotelefone und Taschentelefone), auf eine maximale effektive Strahlungsleistung von 3 Watt begrenzt. Moderne tragbare Mobiltelefone, bei denen die Sendeantenne nur wenige Zentimeter vom Schädel des Benutzers entfernt gehalten werden muss, sind auf eine maximale Sendeleistung von 0,6 Watt ERP begrenzt.