I radioamatori possono trasmettere voce e dati, modulando in vari modi l'onda portante, cioè l'oscillazione elettromagnetica ad alta frequenza che si propaga nello spazio. Di seguito sono elencati i principali modi in uso. 


CW 
Sta per Continuous Wave ed è in pratica la trasmissione di dati telegrafici attraverso l'uso del codice Morse. Si emette solo l'onda portante e solo quando il tasto è premuto. È stato il primo metodo utilizzato per comunicare via radio, vista la sua semplicità. Anche se in alcuni settori il Morse è in via di dismissione, sostituito da metodi digitali più moderni, i radioamatori lo utilizzano ancora su tutte le bande, perché l'ottima riconoscibilità del segnale permette collegamenti spesso impossibili con altri metodi, a parità di condizioni di propagazione. 

AM 
Significa Amplitude Modulation, cioè modulazione di ampiezza ed è il modo più semplice per trasmettere la voce via radio. I radioamatori non la usano più ormai da qualche decennio, avendola sostituita con la SSB o con la FM (vedi seguito). 

SSB 
La sigla sta per Single Side Band e consiste nel trasmettere solo una delle due bande laterali risultanti dalla modulazione AM. I vantaggi rispetto a quest'ultima sono dati dal dimezzamento della banda passante, assenza di emissione quando non si parla, rendimento in potenza più che raddoppiato a parità di componenti e migliore sensibilità in ricezione. È il modo preferito dai radioamatori per trasmettere la voce a grande distanza. 

Visto che le bande laterali sono due, a seconda che si trasmetta quella inferiore o superiore si hanno i due modi LSB (lower side band) oppure USB (upper side band). Per motivi storici i radioamatori utilizzano la LSB al di sotto dei 10 MHz e la USB al di sopra di questa soglia. 

FM 
La sigla sta per Frequency Modulation e significa modulazione di frequenza. È un modo per trasmettere la voce che supera molti dei limiti della AM. Il segnale è dato da una portante continua, la cui frequenza devia seguendo l'ampiezza della voce. 

Il vantaggio principale rispetto alla AM è dato dalla ottima immunità ai disturbi, sia naturali che artificiali ed è inoltre possibile amplificare il segnale senza doverne necessariamente mantenere la linearità dell'ampiezza, dunque con circuiti più semplici ed efficienti. 

Questo metodo però impiega in maniera non efficace la potenza messa a disposizione dal trasmettitore (portante continua quindi minor potenza istantanea) ed ogni stazione occupa porzioni di banda che sarebbero inaccettabili al di sotto dei 28 MHz dove le assegnazioni in favore dei Radioamatori sono in alcuni casi veramente minime (40 metri). 

SSTV 
La sigla sta per Slow Scan Television, ovvero televisione a scansione lenta ed è un modo per trasmettere immagini attraverso la radio. Nata come un vera televisione a scansione lenta con circa un fotogramma al secondo e così impiegata negli anni cinquanta, sessanta e settanta, si è poi trasformata in una trasmissione di immagini fisse, che nella modalità più rapida disponibile è in grado di inviare un'immagine in bianco e nero, a bassa risoluzione, in circa 8 secondi. I radioamatori in genere le creano con appositi programmi per computer, utilizzando immagini personali o della propria città, a cui viene sovrapposto il proprio nominativo. 

Le modalità più utilizzate sono il Martin, creato dal radioamatore inglese Martin Emmerson (G3OQD) e Scottie, creato dallo scozzese Eddie Murphy (GM3BSC). Entrambi consentono di inviare una immagine a colori di buona risoluzione, con tempi a partire da circa un minuto e mezzo. Esistono poi anche i modi Robot e AVT. 

In Europa il modo più utilizzato è il Martin M1, mentre negli Usa preferiscono lo Scottie S1 ed in Giappone usano molto i modi Robot e AVT. Di recente si iniziano ad utilizzare dei modi digitali relativamente rapidi per trasmettere immagini sulle onde corte, realizzando quindi la SSTV digitale. 

ATV 
Il modo ATV, cioè Amateur TeleVision, riguarda la trasmissione di vere e proprie immagini televisive, complete di audio. Il segnale viene modulato secondo lo stesso schema utilizzato dalle trasmissioni televisive via satellite di tipo analogico (ormai soppiantate da quelle digitali): video in FM ed audio su sottoportanti, anch'esse in FM. 

La larghezza di banda necessaria ad un simile segnale è compresa tra i 20 ed i 30 MHz e quindi la prima banda utilizzabile è quella dei 23 cm, visto che più in basso non c'è abbastanza spazio contiguo. Un vantaggio di questa banda è dato anche dal fatto che si possono utilizzare per la ricezione dei normali ricevitori satellitari analogici, disponibili a bassissimo prezzo sul mercato dell'usato. La frequenza di ingresso di questi ricevitori è infatti compresa in genere tra 950 MHz ed oltre 2 GHz, comprendendo l'intera banda amatoriale dei 23 cm. 

Sono iniziate di recente le sperimentazioni per la ATV digitale. 

Modulazioni digitali 
Negli ultimi anni, grazie all'applicazione dell'informatica alla comunicazione radio, sono nati molti nuovi modi di comunicazione, basati sulla variazione di tutti i parametri di una portante: ampiezza, frequenza e fase. Solo il primo di questi metodi, la RTTY, è usato da alcuni decenni. 

RTTY 
La Radio Teletype, o telescrivente via radio, consiste nel trasmettere due portanti ravvicinate, una delle quali codifica lo 0 e l'altra l'1 binario, utilizzando pertanto una modulazione FSK. La velocità usata dai radioamatori è molto bassa (circa 45 bit al secondo), perché il segnale deve propagarsi in condizioni di estrema variabilità. Il codice usato è di solito il Baudot, a 5 bit. 

AMTOR 
Sta per amateur teletype over radio ed è un miglioramento del modo RTTY. Trasmesso in genere a 100 bps, contiene sia codici di controllo errore che, nella modalità ARQ, lo scambio continuo di segnali di avvenuta ricezione. Più di recente sono nati modi ancora più ottimizzati per la trasmissione di dati via radio, successori dell'Amtor, come ad esempio il Pactor ed il Clover. 

PACKET 
È utilizzato sia nelle HF (a 300 bit al secondo) che nelle frequenze superiori (a 1200 o 9600 bps). I dati binari sono inviati in pacchetti e si usa per gestire BBS o nodi di comunicazione di vario genere. 

PSK31 
Consiste nel modificare la fase della portante (PSK) a velocità molto bassa (circa 31 bps). Esiste sia nel modo a due fasi (BPSK) che a quattro fasi (QPSK) ed anche a velocità doppia (PSK63) o quadrupla (PSK125). È un modo molto robusto, destinato alle conversazioni a lunga distanza, ma non adatto al trasferimento di file. 

Feld-Hell 
Sviluppato negli anni '20 del 1900 in Germania, dal professore Rudolf Hell, fu poi utilizzato nelle macchine telescriventi dell'esercito tedesco. Oggi si usa con programmi via computer ed è un modo che in effetti non si può definire digitale, perché è formato da una emissione simile al CW, temporizzata in modo da disegnare nel ricevitore la forma dei caratteri trasmessi. Questa caratteristica rende questo modo molto robusto, perché spesso l'occhio umano riesce a cogliere la forma di un carattere in mezzo ai disturbi, anche se appena abbozzato. 

MFSK 
Sta per multiple frequency shift keying. È un pratica un po' come la RTTY, solo che invece di due portanti se ne usano 8 o 16 o un altro numero, mai piccolo. In questo modo ogni impulso trasporta più di 1 bit e la maggiore velocità può essere usata a favore della rapidità di trasmissione, oppure per rendere più robusto lo scambio dei messaggi. Esiste una vasta gamma di modi, all'interno della famiglia MFSK. 

MT63 
Modo molto recente ed avanzato che, attraverso l'uso di molte portanti in parallelo, trasmette in modo robusto un segnale di discreta velocità attraverso il canale audio di larghezza di banda non superiore ai 2 kHz. 

D-STAR 
Trasmissione digitale che utillizza la modulazione GMSK. Con questo sistema è possibile trasmettere voce e nel contempo dati come ad esempio le coordinate fornite da un ricevitore GPS (in modo da localizzare in tempo reale la posizione del trasmettitore). 

Un altro metodo simile, sempre di sviluppo recente, è il modo Olivia. 


Comunicazioni spaziali 
Oltre alle comunicazioni dirette (onda di terra) e quelle via ionosfera, troposfera, ripetitore, ecc., i radioamatori comunicano anche attraverso l'utilizzo di satelliti artificiali oppure facendo rimbalzare il segnale radio sulla superficie della Luna. 


Satelliti radioamatoriali 
Le associazioni radioamatoriali di vari paesi hanno messo in orbita, già da qualche decennio, dei piccoli satelliti artificiali ad uso radioamatoriale. La progettazione è stata in genere demandata a radioamatori che sono anche ingegneri e progettisti, con l'aiuto di molti semplici appassionati, e le ingenti spese di lancio sono state coperte da raccolte volontarie di fondi tra tutti i radioamatori del mondo. 

I satelliti radioamatoriali funzionano un po' come dei ripetitori posti nell'orbita terrestre. Da terra si trasmette su una certa banda ed il satellite lo ritrasmette su un'altra, dove può essere ricevuto a grande distanza. Le bande utilizzate sono in genere nelle VHF, UHF ed SHF, perché a queste frequenze la ionosfera è trasparente e il segnale può quindi raggiungere lo spazio senza ostacoli o attenuazioni. Fanno eccezione alcuni satelliti russi della serie Radio Sputnik, che ricevono nella banda dei 21 MHz e trasmettono sui 29 MHz. 

Stazioni radioamatoriali sono state anche presenti nella stazione spaziale Mir e sugli Space Shuttle, mentre ne esiste una anche nella odierna Stazione Spaziale Internazionale. Molti radioamatori hanno quindi potuto avere l'emozione di parlare in diretta con un astronauta o cosmonauta. Sono anche organizzati collegamenti tra scuole medie e superiori e gli astronauti nello spazio, a scopo educativo. 

Normalmente basta una potenza di pochi watt per collegarsi via satellite. A volte bastano delle antenne fisse, mentre in altri casi vanno usate delle antenne direttive, che devono inseguire il satellite nel suo movimento attraverso il cielo. 

Esistono appositi programmi per calcolare i periodi in cui ogni satellite è collegabile dalla nostra località geografica. 


EME 
L'attività EME (Earth-Moon-Earth), consiste nel far riflettere un segnale radio sulla superficie della Luna, in modo da effettuare collegamenti con località anche molto distanti. 

Perché la riflessione abbia successo, si devono utilizzare potenze notevoli e, soprattutto, concentrare al massimo l'emissione sulla superficie lunare, che occupa appena mezzo grado di cielo, vista dalla terra. Per questo motivo, ed anche per superare la ionosfera senza problemi, si utilizzano le gamme VHF e UHF per questi collegamenti. 

A queste frequenze la antenne sono di piccole dimensioni ed è quindi possibile costruire delle direttive ad alto guadagno. Molte di queste antenne sono poi in genere connesse in parallelo, per concentrare ancora di più l'emissione verso la Luna (ottenendo quindi un lobo d'irradiazione ad elevata direttività). 

Negli ultimi anni i collegamenti EME sono risultati un po' più facili da effettuare, grazie alla introduzione dei nuovi modi digitali, particolarmente adatti alla ricezione di segnali di bassissimo livello