Tujuan utama menggunakan multiplexing adalah untuk menghemat jumlah saluran fisik misalnya kabel, transceiver atau kabel serat optik. Multiplexing adalah teknik untuk meningkatkan efisiensi penggunaan bandwidth atau kapasitas saluran transmisi dengan cara berbagi akses secara bersama-sama. Implementasi multiplexing dapat dilakukan dengan satu syarat, yaitu bandwidth dari kanal jauh lebih lebar daripada bandwidth dari sinyal-sinyal itu sendiri. Karena itu tujuan dilakukan multiplexing adalah membuat keseluruhan proses komunikasi menjadi lebih efisien. Sebagai contoh, komunikasi seluler yang menggunakan teknologi Global System for Mobile Communication (GSM) yang saat ini banyak diselenggarakan di Indonesia, memiliki lebar bandwidth 25 MHz untuk komunikasi dari Base-station menuju ke pengguna dan 25 MHz lagi untuk komunikasi dari pengguna menuju ke base-station. Padahal sebuah kanal komunikasi antara base-station dan pengguna pada jaringan GSM hanya membutuhkan bandwidth sebesar 200 KHz, betapa boros apabila bandwidth yang melimpah hanya digunakan oleh satu kanal komunikasi saja. Karena itu untuk menyelesaikan problem pada contoh komunikasi seluler tersebut digunakan teknik multiplexing. Sedangkan Keuntungannya komputer host hanya butuh satu port input-output dan jalur transmisi untuk banyak terminal.
George Owen Squier dimasukkan sebagai pengembangan multiplexing operator telepon pada tahun 1910. Multiplexing dimulai dengan sistem telegraf pada sekitar tahun 1800. Pada tahun 1872 Western Union memiliki operasi dupleks di jalur mereka. Pada tahun 1874 Thomas Edison menemukan cara untuk menggandakan kapasitas jalur. Cara tersebut memungkinkan dua pesan melakukan perjalanan ke arah yang sama di jaringan telepon pada saat yang sama, kemudian cara tersebut disebut diplexing. Sistem Baudot diterima oleh Administrasi Telegraph Perancis pada tahun 1875, dengan tes online pertama sistem terjadi antara Paris dan Bordeaux pada 12 November 1877. Pada akhir tahun 1877, sepanjang Paris dan Roma yang berjarak sekitar 1.700 kilometer mulai mengalokasikan sistem dupleks Baudot. Peralatan Baudot dipamerkan di Paris Exposition Universelle pada tahun 1878 dan memenangkannya medali emas Exposition, sehingga membawa sistem itu untuk diperhatikan oleh pengamat teknologi di seluruh dunia. Distributor Baudot ditemukan pada tahun 1894. Suatu sistem dengan distributor ini mampu mengirimkan banyak pesan sekaligus melalui satu saluran telegraf tunggal. Jenis transmisi ini disebut Time Division Multiplexing. Pada sekitar tahun 1930 Frequency Division Multiplexing muncul. Jenis sistem ini menggunakan tabung vakum dan sistem pembawa dengan arus bolak-balik. Penggunaan tabung vakum meningkatkan kecepatan transmisi dan integritas sinyal.
FDM menggabungkan beberapa sinyal analog yang akan dikirimkan melalui sebuah jalur komunikasi. Karena itu multiplexing dengan menggunakan teknik FDM dapat terjadi apabila pita frekuensi setiap sinyal analog. Namun sebelum proses menggabungkan terjadi, setiap sinyal harus melalui tahap modulasi terlebih dahulu dengan menggunakan frekuensi pembawa yang berbeda-beda. Pada jalur komunikasi yang telah di-multiplex, sebuah sinyal dengan frekuensi tertentu disebut dengan satu kanal komunikasi. Dalam komunikasi optik, FDM sering disebut sebagai wavelength-division multiplexing (WDM). WDM adalah teknik untuk mengirimkan beberapa sinyal dalam bentuk cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda menjadi campuran sinyal cahaya. Cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda ini dapat diartikan sebagai cahaya dengan warna yang berbeda-beda. Teknik WDM menggunakan prinsip yang sama dengan teknik FDM, tetapi WDM diterapkan untuk gelombang sinyal cahaya, sedangkan FDM diterapkan untuk menggabungkan sinyal listrik analog. TDM adalah teknik multiplexing dengan cara melakukan pembagian waktu akses ke saluran komunikasi. Pada TDM tidak ada pembagian kanal berdasarkan frekuensi, seluruh pita frekuensi yang ada dianggap sebagai satu kanal komunikasi. TDM diterapkan untuk sinyal digital, bukan pada sinyal analog. Code Division Multiplexing (CDM) dirancang untuk menanggulangi kelemahan-kelemahan yang dimiliki oleh teknik multiplexing sebelumnya, yakni TDM dan FDM.. Contoh aplikasinya pada saat ini adalah jaringan komunikasi seluler CDMA.
FDM dan WDM digunakan untuk melakukan multiplexing sinyal analog, sedangkan TDM dan CDM banyak digunakan untuk multiplexing sinyal digital. Implementasi proses multiplexing dengan menggunakan teknik FDM dilakukan dengan menjumlahkan semua sinyal hasil modulasi dengan frekuensi pembawa tertentu. Selanjutnya hasil sinyal campuran dilewatkan melalui saluran komunikasi dengan menggunakan frekuensi pembawa. Terdapat tiga macam kategori WDM yaitu: WDM, CWDM dan DWDM. WDM menggabungkan dua sampai empat panjang gelombang dalam satu saluran komunikasi serat optik. Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM) menggabungkan empat sampai delapan panjang gelombang dalam satu saluran komunikasi serat optik. Dense Wavelength Division Multiplexing DWDM) menggabungkan delapan atau lebih panjang gelombang dalam satu saluran komunikasi serat optik. Teknik TDM dapat diterapkan dengan dua macam teknologi, yaitu: Synchronous TDM dan Statical TDM. Pada synchronous TDM setiap koneksi memiliki jatah slot waktu. Sedangkan pada Statical TDM jatah slot waktu hanya diberikan apabila koneksi memiliki data input, apabila koneksi tidak memberikan data input maka alokasi waktu tidak diberikan. CDM (Code Division Multiplexing) merupakan sebuah bentuk multiplexing yang membagi kanal dengan cara memberi kode pada data yang dikirimkan dengan kode khusus yang memiliki hubungan asosiasi dengan kanal yang ada. Sehingga CDM dapat melewatkan beberapa sinyal dalam waktu dan frekuensi yang sama.
Sebuah alat yang melakukan multipleksing disebut multiplekser (MUX) dan alat yang melakukan proses yang berlawanan disebut demultiplekser (DEMUX). TDM adalah konsep pemakaian bersama-sama sebuah kabel komunikasi yang cepat dengan cara membagi setiap channel berdasarkan waktu tertentu secara bergiliran. Multiplexer akan mengambil satu jajaran bit dari setiap channel secara bergiliran dan meletakkannya pada kabel yang dipakai bersama-sama sehingga sampai ke ujung multiplexer. FDM adalah teknik pemakaian secara bersama kabel dengan cara membaginya menjadi beberapa frekuensi. Contoh metode multiplexer ini dapat dilihat pada kabel coaxial televisi, televisi memiliki beberapa channel, dan pengguna hanya perlu tunner atau pengatur channel untuk menangkap gelombang yang dikehendaki. Teknik TDM terdiri dari Synchronous TDM dan Asynchronous TDM. Asynchronous TDM dimanfaatkan untuk mengoptimalkan penggunaan saluran dengan cara menghindari adanya slot waktu yang kosong akibat tidak adanya data atau tidak aktif-nya pengguna. Konsekuensi hal tersebut adalah perlunya menambahkan informasi kepemilikan data pada setiap slot waktu berupa identitas pengguna atau identitas input line yang bersangkutan. Code Division Multiplexing dirancang untuk menanggulangi kelemahan-kelemahan yang dimiliki oleh teknik multiplexing sebelumnya, yakni TDM dan FDM.