扩频通信系统是在 20 世纪 50 年代中期产生的，其最初的应用包括军事抗干扰通信、导航系统、抗多径实验系统以及其他方面。扩频技术的最初构想是在第二次世界大战期间形成的，在战争后期，干扰和抗干扰技术成为决定胜负的重要因素，跳频通信的思想应运而生：如果对窄带信号使用编码的频率控制，则可以使其在任何时间占据宽频段中的任何一部分，这样，敌人要进行干扰就必须维持很宽的频段。直序扩频则起源于导航系统中的高精度测距。真正实用的扩频通信系统是在 20 世纪 50 年代中期发展起来的。美国麻省理工学院林肯实验室开发的扩频通信系统 F9C-A/Rake 系统被公认为第一个成功的扩频通信系统。在该系统的研制过程中，首次提出了瑞克(RAKE)接收的概念并成功应用，该系统也是第一个真正实用的宽带通信系统。第一个跳频扩频通信系统 BLADES 也在这段时期研制成功，在该系统中，第一次利用移位寄存序列实现纠错编码。在此期间，喷气实验室(JPL)在其空间任务中完成了伪码产生器的设计以及跟踪环路的设计。
一直到 80 年代初期，扩频通信的概念都只是在军事通信系统中得到应用，这种状况到了 80 年代中期才得到改变。美国联邦通信委员会(FCC)于 1985 年 5 月发布了一份关于将扩频技术应用到民用通信的报告。从此，扩频通信技术获得了更加广阔的应用空间。扩频技术最初在无绳电话中获得成功应用，因为当时已经没有可用的频段供无绳电话使用；而扩频通信技术允许与其他通信系统共用频段，所以，扩频技术在无绳电话的通信系统中获得了其在民用通信系统中应用的第一次成功经历。而真正使扩频通信技术成为当今通信领域研究热点的原因是码分多址(CDMA)的应用。90 年代初，在第一代模拟蜂窝通信系统的基础上，出现了 PCS 研究的热潮。
要实现 PCS 并考虑其长期发展，需要 FCC 为其分配 100MHz～200MHz 的带宽，而与频谱分配相关的一个重要技术因素就是多址技术。当时频谱资源的分配已经是非常拥挤，不存在还未分配且可用的一段宽达 100MHz 的频谱资源。扩频技术为共享频谱提供了可能。使用扩频技术能够实现码分多址，即在多用户通信系统中，所有用户共享同一频段，但是通过给每个用户分配不同的扩频码实现多址通信。利用扩频码的自相关特性能够实现对给定用户信号的正确接收；将其他用户的信号看作干扰，利用扩频码的互相关特性，能够有效抑制用户之间的干扰。此外，由于扩频用户具有类似白噪声的宽带特性，它对其他共享频段的传统用户的干扰也达到最小。由于采用 CDMA 技术能够实现与传统用户共享频谱，因此，它也就成为 PCS 首选的多址方案。随着 PCS 以及蜂窝移动通信的发展，CDMA 技术已经成为不可或缺的关键技术。扩频通信技术也在民用通信中找到更为广阔的应用空间，而关于 CDMA 技术的研究热潮也一直延续到现在。
香农公式原意为：在给定的信号功率和白噪声功率 N 的情况下，只要采用某种编码系统，就能以任意小的差错概率，以接近于 C 的传输速率来传送信息。同时，这个公式还暗示了在保持信息传输速率 C 不变的条件下，可以用不同频带宽度 B 和信噪功率比(简称信噪比)来传输信息，也即频带 B 和信噪比是可以互换的。也就是说，如果增加信号频带宽度，就可以在较低的信噪比的条件下以任意小的差错概率来传输信息。甚至在信号被噪声促役的情况下，即 S/ N< 1，只要相应增加信号的带宽，也能进行可靠的通信。上述表明，采用扩频信号进行通信的优越性在于用扩展频谱的方法可以换取信噪比上的好处。所以，用带宽扩展100 倍、甚至 1000 倍以上的带宽信号来传输信息，就是为了提高通信的抗干扰能力，即在强干扰条件下保证可靠安全地通信，这即是扩频通信的基本思想和理论依据。
目前常用的扩频通信实现方法主要有：直接序列扩频、跳频、跳时、线性调频以及这些基本方式的组合，如 FH/DS、TH/DS、FH/TH 等。
在发射端数字信号与高速的伪随机序列相乘，去直接控制射频的某个参量，扩展了传输带宽而得名。在接收端，把接收到的扩频序列与本地的伪随机码序列相乘以解扩展。
在发送端携带信号的载波频率受伪码发生器的控制，在比信息带宽宽得多的频带内按着一定的规律来伪随机地跳变。在接收端，接收机的频率合成器受伪随机码的控制，并保持与发射端的变化规律一致。
跳时使用伪码序列来启闭信号的发射时刻和持续时间。发射信号的“有”、“无”同伪码序列一样是伪随机的。跳时一般和跳频结合起来使用，两者一起构成一种“时频跳变”系统。
发射的射频脉冲信号，在一个周期内，其载频的频率作线性变化。因其频率在较宽的频带内变化，信号的带宽也被展宽了。由于这种线性调频信号占用的频带宽度远大于信息带宽，所以也是一种扩频调制技术。
扩频信号是不可预测的伪随机的宽带信号，其带宽远大于欲传输数据(信息)的带宽，同时，接收机中必须有与宽带载波同步的副本。由于扩频信号的上述特性，扩频系统具有以下特点：
由于扩频信号的不可预测性，扩频系统具有很高的抗干扰能力。因为干扰者难以通过观察改善其干扰性能，而只能采用发射与被干扰信号不匹配的干扰技术，因此，干扰起不了太大作用；由于扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以，即使信噪比很低，甚至是在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍能够高质量地、不受干扰地进行通信，扩展的频谱越宽，其抗干扰性越强。
理论分析表明，信号的检测概率与信号能量、噪声功率密度之比成正比，与信号的频带宽度成反比。扩频信号正好具有这两方面的优势，扩频信号的功率谱密度很低，即单位时间内的功率很小，同时它的频带很宽，因此，它具有很强的抗截获性，一般的接收机发现不了扩频信号的存在，亦即可进行隐蔽通信。
多路径干扰是由于在电波传播过程中,遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起反射或散射。这些反射或散射信号与直达路径信号在接收端相互干涉造成干扰。多路径干扰在雷达和通信中都有严重影响。由于在扩频通信系统中增加了扩频调制与解扩过程，这样可以利用扩频码序列间的相关特性，在接收端解扩时用相关技术从多径信号中分离出最强的有用信号，或将多径信号中的相同码序列信号叠加，这样就可以有效地消除无线通信中多径干涉造成的信号衰落现象。因而，扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。
在一定的发射功率下，于扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度极低，这样，信号可以在强噪声背景下，甚至是在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信，使外界很难截获传送的信息，想进一步检测出信号的特征参数就更难了。所以，扩频系统可实现隐蔽通信；同时，对不同用户使用不同的码，其他人无法窃听他们的通信，因而，扩频系统具有高的保密性。
在通信系统中，可充分利用扩频调制中所使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性，在接收端利用相关检测技术进行解扩，则在分配给不同用户、不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样在同一频带上，许多用户可以同时通话而互不干扰。
直接序列扩频和跳频技术是在扩频通信中应用最广的两种技术，各有其长处与不足，现将直扩和跳频技术的性能作一比较。
由直扩抗干扰的机理可知，直扩抗干扰是通过相关解扩取得处理增益来达到抗干扰的目的，但超过了干扰容限的定频干扰将会导致直扩系统的通信中断或性能急剧恶化。而跳帧系统是采用躲避的方法抗干扰，强的定频干扰只能干扰跳频系统的一个或几个频率，若跳频系统的频道数很大，则对系统性能的影响是不严重的。因此，在抗强的定频干扰上，跳频系统比直扩系统优越。
抗衰落，特别是频率选择性衰落，是室内通信环境下必须解决的问题。由于直扩系统的射频带宽很宽，小部分频谱衰落不会使信号频谱产生严重畸变，而对跳频系统而言，频率选择性衰落将导致若干个频率受影响，导致系统性能恶化。跳频系统要抗这种选择性衰落，可采用快速跳频的方法，使每一个频率的驻留时间非常短，平均衰落就非常低。此外，还可以采用 1bit 信息用 M 个频率编码传输，也能较好地解决频率选择性衰落问题，这些都以提高跳频速率为代价。
多径干扰是由于电波传播过程中遇到的各种反射体(如高山、建筑物、墙壁、天花板等)引起的反射或散射，这是在接收端的直接传播路径和反射信号产生的群反射之间的随机干涉形成的。多径干扰信号的频率选择性衰落和路径差引起的传播时延，会使信号产生严重的失真和波形展宽，导致码间串扰，不但会引起噪声增加和误码率上升，使通信质量降低，甚至使某些通信系统无法工作。由于直扩系统采用伪随机码的相关解扩，只要多径时延大于一个伪随机码的切普宽度，这种多径就不能形成干扰，直扩系统甚至可以利用这些干扰能量来提高系统的性能。而跳频系统则不然，跳频系统要抗多径干扰，必须要求每一跳的驻留时间很短,即要求快跳频，使在多径信号没有到来之前接收机已开始接收下一跳信号。例如，多径时延为 1us 则跳。而对直扩系统而言，伪随机码速率大于 1 Mchip/s即可。而实现伪随机码速率大于 1 Mchip/s 的直扩系统比实现跳频速率 1 Mhop/s的跳频系统要容易得多。
直扩抗干扰通过相关解扩取得处理增益到达抗干扰的目的，但超过干扰容限的定频干扰也会导致直扩系统的通信中断。一般的扩频产品有多个频道(Channel)，可以在 2.4G 到 2.4835G 的范围内选择，就能躲过这一干扰。跳频系统靠载波的随机跳变躲避干扰，将干扰排斥在接受通道以外，达到抗干扰的目的，若调频系统的可用频道很多，在某一个频点停留时间很短，才有好的效果。慢跳系统(一般跳的次数在 1000 跳以下)，属于跳频产品中的低端产品，因此很大程度上丧失了很多跳频技术本身所具备的特性。慢跳频产品对窄带干扰非常敏感，例如，假设扩频段中有一个 1MHz 频宽的频点受到干扰，慢跳频产品每秒跳频 100 次，那么至少有一次会受到上述的窄带干扰，此时误码率为 10 -2 ，这么高的误码率对正常通信来说是不可用的。只有快跳频产品才能避免窄带干扰，但成本极高，目前商用通信中还没有快跳频产品。
直扩系统除了一般通信系统所要求的同步以外，还必须完成伪随机码的同步，以便接收机用此同步后的伪随机码去对接收信号进行相关解扩。直扩系统随着伪随机码字的加长，要求的同步精度也就高，因而同步时间就长。跳频系统的调频速率远低于直扩系统的伪随机码速率，因而对同步的要求就相对降低，同步时间就短。跳频系统的同步时间短、入网就快。跳频系统的同步时间在 ms 级，直扩系统的在 s 级。
直扩系统一般采用相关解调解扩，多采用 BPSK、DPSK、QPSK、MPSK 等调制方式。而跳频方式由于频率不断变化、频率的驻留时间内都要完成一次载波同步，随着跳频频率的增加，要求的同步时间就越短。因此跳频多采用非相干解调，采用的解调方式多为 FSK 或 ASK。从性能上看，直扩系统利用了频率和相位的信息，性能优于跳频。但由于相干检测需要载波恢复电路，直扩实现起来成本昂贵。另外慢速跳频系统对于同一地区的所有微波设备都产生干扰，因为跳频条纹是一种窄带产品，而商业跳频都是慢速跳频，其瞬时单位频谱功率很高，并且会跳到 ISM 规定的频段中所有频谱范围内，因此会干扰整个地区的所有同频段设备。同时，跳频在跳动中会产生严重的杂散发射，甚至会干扰受频率许可保护的其他无线电设备。事实上跳频设备同时也会被同地区的所有跳频系统干扰。正因为如此，实际上各个国家的无线电管理机构对于跳频的使用往往均加以各种方式的限制。