La modulación exponencial no es un proceso lineal, por lo tanto no existirá una relación lineal entre el espectro de la señal moduladora (datos) y el espectro de la señal modulada.
También en este caso es necesario un ancho de banda mayor que el necesario en modulación de amplitud, pero tiene el beneficio de permitir incrementar la relación señal/ruido sin que se tenga que incrementar la potencia transmitida. Además este tipo de señales son más robustas frente al ruido y a la interferencia.
Consideremos tener una señal portadora expresada de la siguiente manera:
vp(t) = Vp sen θp(t)
donde θp(t) es el ángulo en función del tiempo. Por lo tanto podemos decir que θp(t) está dado por la siguiente expresión
θp(t) = 2π fp t + Φ(t)
y reemplazando obtenemos
vp(t) = Vp sen [2π fp t + Φ(t)]
Si en esta última expresión consideramos que la modulación hace variar la frecuencia fp, se tendrá modulación de frecuencia; mientras que si consideramos que la modulación hace variar Φ, tendremos modulación de fase.