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通信チャネルとは、電線などの物理的な伝送媒体、あるいは電気通信やコンピュータネットワークにおける無線チャネルなどの多重化媒体を介した論理的な接続を指します。チャネルは、例えばデジタルビットストリームなどの情報を、1つまたは複数の送信者から1つまたは複数の受信者へ転送するために使用されます。チャネルには一定の情報伝送容量があり、これは通常、帯域幅（Hz）またはデータレート（ビット/秒）で測定されます。
情報信号を遠距離に伝達するには、何らかの経路または媒体が必要です。これらの経路は通信チャネルと呼ばれ、伝送線路をベースとした通信ケーブル（ツイストペアケーブル、同軸ケーブル、光ファイバーケーブルなど）と放送（マイクロ波、衛星、ラジオ、赤外線など）という2種類の媒体を使用します。
情報理論において、チャネルとは、特定のエラー特性を持つ理論的なチャネルモデルを指します。より一般的な観点から見ると、記憶装置もまた通信チャネルであり、情報信号の送信（書き込み）と受信（読み出し）が可能で、時間軸を越えた情報信号の伝達を可能にします。
コミュニケーションチャネルの例としては、以下のようなものがあります。
これらの通信チャネルはすべて、情報を伝達するという共通の特性を持っています。情報は信号によってチャネルを通して伝達されます。
チャネルの数理モデルを用いることで、入力（送信信号）が出力（受信信号）にどのようにマッピングされるかを記述できます。通信分野特有のチャネルモデルには、多くの種類と用途が存在します。特に、通信システムの各層を記述するために、個別のモデルが策定されます。
伝送信号を変化させる物理的プロセスを計算することで、伝送路を物理的にモデル化することができます。例えば、無線通信では、環境内のあらゆる物体からの反射を計算することで伝送路をモデル化できます。また、受信機における外部干渉や電子ノイズをシミュレートするために、乱数列を追加することもできます。
統計的には、通信チャネルは通常、入力アルファベット、出力アルファベット、および入力要素と出力要素の各ペア（i、o）に対する遷移確率p(i、o)からなるタプルとしてモデル化されます。意味的には、遷移確率は、iがチャネルを介して送信されたという条件の下で、シンボルoが受信される確率です。
統計モデルと物理モデルは組み合わせることができます。例えば、無線通信では、伝送路は送信信号のランダムな減衰（フェージングと呼ばれる）とそれに続く加算ノイズによってモデル化されることがよくあります。減衰項は、基礎となる物理プロセスを単純化したものであり、伝送過程における信号電力の変化を捉えます。モデル内のノイズは、外部干渉または受信機における電子ノイズを捉えます。減衰項が複雑な場合、信号が伝送路を通過するのにかかる相対的な時間も表します。モデルにおける減衰の統計的特性は、過去の測定結果または物理シミュレーションによって決定されます。
通信チャネルは、離散アルファベット変調方式においても研究されています。数学モデルは、チャネル入力の各可能なシーケンスに対する出力分布を指定する遷移確率から構成されます。情報理論では、出力確率分布が現在のチャネル入力のみに依存する無記憶チャネルから始めるのが一般的です。
チャネルモデルは、デジタルまたはアナログのいずれかである。
デジタルチャネルモデルでは、送信されたメッセージは特定のプロトコル層におけるデジタル信号としてモデル化されます。基盤となるプロトコル層は簡略化されたモデルに置き換えられます。このモデルは、ビットレート、ビットエラー、遅延、遅延変動などのチャネル性能指標を反映する場合があります。デジタルチャネルモデルの例としては、以下のようなものがあります。
アナログチャネルモデルでは、送信メッセージはアナログ信号としてモデル化されます。このモデルは、線形または非線形、時間連続または時間離散（サンプリング）、メモリレスまたは動的（バーストエラーが発生する）、時間不変または時間変動（これもバーストエラーが発生する）、ベースバンド、パスバンド（RF信号モデル）、実数値または複素数値信号モデルのいずれかになります。このモデルは、以下のチャネル障害を反映する場合があります。
以下は、一般的に使用されるチャネル容量およびパフォーマンス指標の例です。
ネットワークでは、ポイントツーポイント通信とは異なり、通信媒体を複数の通信エンドポイント（端末）間で共有できます。通信の種類によっては、異なる端末が互いに協力したり、干渉したりすることがあります。一般に、複雑なマルチ端末ネットワークは、単純化されたマルチ端末チャネルの組み合わせとして考えることができます。情報理論の分野で最初に導入された主要なマルチ端末チャネルは以下のとおりです。