Sisäinen modeemi on pöytätietokoneeseen tai kannettavaan tietokoneeseen asennettu laite, jonka avulla tietokone voi kommunikoida verkon kautta muiden liitettyjen tietokoneiden kanssa. Sisäisiä modeemeja on kahdenlaisia: puhelinverkkoyhteys ja WiFi® (langaton). Ensimmäinen toimii puhelinlinjan kautta ja vaatii yhteyden muodostamiseen verkon pääsyn puhelinnumeron ja kirjautumistiedot. Jälkimmäinen voi tietyissä tapauksissa muodostaa yhteyden langattomasti ja ilman tunnistetietoja. Ei-pätevä termi “sisäinen modeemi” viittaa yleisesti puhelinverkkoyhteysmodeemiin, koska seuraavia tekniikoita käytetään tarkennusten kanssa niiden erottamiseksi.
Nykyinen sisäinen modeemi, joka on saatavana myös ulkoisena laitteena, käyttää v.92 -protokollaa kommunikointiin kuparipuhelinlinjojen kautta. Modeemi lähettää ja vastaanottaa dataa moduloiduilla äänitaajuuksilla, jotka se muuntaa digitaalisiksi databitteiksi. Sana modeemi yhdistää tähän toimintoon viittaavat sanat modulaattori ja demodulaattori.
Ulkoiset modeemit edeltivät sisäisiä malleja, ja ne olivat omassa käytössä vuosikymmeniä ennen vuotta 1981, jolloin ensimmäinen edullinen ja käytännöllinen modeemi julkistettiin julkiseen käyttöön. Hayes® Smartmodem® oli vallankumouksellinen sisäisellä ohjaimellaan, jonka avulla laite pystyi hyväksymään, tallentamaan ja suorittamaan käyttäjän luomia komentoja. Tämä modeemi ei voinut vain soittaa itse, vaan myös hyväksyä saapuvan puhelun toisesta modeemista. Ennen Smartmodemia modeemit suunniteltiin toimimaan joko palvelimena tai asiakkaana (lähettäjänä tai vastaanottimena), mutta ei molempina, ja puhelinnumero oli valittava manuaalisesti puhelintukiasemaan ja sitten vastaanotin asetettiin akustiseen liittimeen.
Edullinen 300 baudin Smartmodem toimi nopeudella 300 bittiä sekunnissa (bps) ja synnytti monia klooneja. Ilmaiset ilmoitustaulupalvelut olivat suosittuja, ja niihin liittyivät nopeasti yksityiset verkkopalvelut, jotka loivat graafisia ympäristöjä, joissa ihmiset voivat osoittaa ja napsauttaa omaa sisältöä. Seuraavan vuosikymmenen aikana, kun verkkosisältö siirtyi tekstipohjaisista ilmoitustauluista täysin graafisiin ympäristöihin, hitaammilla nopeuksilla toimimisen puutteet tulivat selväksi.
Modeemit eivät vain nopeutuneet, vaan niistä tuli vakiovarusteita, jotka olivat saatavana sisäisinä malleina, jotka sisällytettiin pian jokaiseen uuteen tietokoneeseen. Nykyiset modeemit ovat 9600 baudia, ja ne toimivat 56 kilobitin (kbps) huippunopeudella käyttämällä tekniikoiden yhdistelmää tekniikan rajoitusten maksimoimiseksi. Palvelinpuolen pakkaus, joka sisältää lisäprotokollan, joka tunnetaan nimellä v.44, voi sallia jopa 320 kbps: n teoreettisen nopeuden tekstin siirtämiseen.
Vuosien aikana tapahtuneesta jatkuvasta paranemisesta huolimatta puhelinverkkoyhteyden sisäisen modeemin rajoitukset ovat siirtyneet DSL-modeemien, kaapelimodeemien ja kuituoptisten modeemien tilalle, jotka hyödyntävät uudempia tekniikoita sisällön toimittamiseen kymmeniä satoja kertoja nopeammin puhelinverkkoyhteys. Sisäinen modeemi on kuitenkin edelleen vakiovaruste, joka on varalaite jokaiseen pöytä- ja kannettavaan tietokoneeseen. Kaikkina muinaisuuksina puhelinverkkoyhteyttä pidetään edelleen luotettavimpana online-yhteyden keinona, koska puhelimet ovat yleisesti saatavilla, vaikka nopea yhteys ei olisi.