A multiplexação por divisão de tempo (TDM) é um método de colocar múltiplos fluxos de dados num único sinal, separando o sinal em muitos segmentos, cada um com uma duração muito curta. Cada fluxo de dados individual é remontado na extremidade receptora com base no tempo.
O circuito que combina sinais na extremidade da fonte (transmissão) de um link de comunicação é conhecido como multiplexador. Ele aceita a entrada de cada usuário final individual, quebra cada sinal em segmentos e atribui os segmentos ao sinal composto em uma seqüência rotativa e repetitiva. O sinal composto contém assim dados de múltiplos remetentes. Na outra extremidade do cabo de longa distância, os sinais individuais são separados por meio de um circuito chamado demultiplexador, e encaminhados para os usuários finais adequados. Um circuito de comunicação bidirecional requer um multiplexador/demultiplexador em cada extremidade do cabo de longa distância e alta largura de banda.
Se muitos sinais tiverem de ser enviados ao longo de uma única linha de longa distância, é necessária uma engenharia cuidadosa para garantir que o sistema funcionará adequadamente. Uma vantagem da TDM é a sua flexibilidade. O esquema permite a variação do número de sinais enviados ao longo da linha, e ajusta constantemente os intervalos de tempo para fazer o melhor uso da largura de banda disponível. A Internet é um exemplo clássico de uma rede de comunicações em que o volume de tráfego pode mudar drasticamente de hora em hora. Em alguns sistemas, um esquema diferente, conhecido como multiplexação por divisão de frequência (FDM), é preferido.