3G นั้นถูกนำมาใช้ช่วง พ.ศ. 2543 – 2553 โดยยังอยู่บนพื้นฐานของระบบ GSM ใน 2G แต่เพิ่มความเร็วได้ถึง 14 Mbps หรือมากกว่าโดยใช้เทคนิคแพ็กเก็ตสวิตซ์ชิง นอกจากนี้สิ่งที่เทคโนโลยี 3G ต่างกับ 2G ก็คือ คุณสมบัติการเชื่อมต่อตลอดเวลา (always on) กล่าวคือโทรศัพท์มือถือ 3G จะเชื่อมต่อกับระบบเครือข่ายของ 3G ตลอดเวลาที่เปิดใช้งานโทรศัพท์ โดยไม่จำเป็นต้องล็อกอิน (log in) เข้าเครือข่ายอินเทอร์เน็ตเหมือน 2G โดยค่าบริการอินเทอร์เน็ตจะถูกเรียกเก็บ ก็ต่อเมื่อมีการเรียกใช้ข้อมูลผ่านเครือข่ายเท่านั้น ซึ่งแตกต่างกับระบบ 2G ที่จะเสียค่าบริการตั้งแต่ล็อกอินเข้าในระบบเครือข่าย
เทคโนโลยี 3G ใช้เครือข่ายไร้สายแถบกว้าง (wideband) ซึ่งเพิ่มความเร็วในการรับส่งข้อมูล เพื่อรองรับการให้บริการโทรทัศน์และวิดีโอ รวมทั้งบริการ Global Roaming ในทางปฏิบัติเทคโนโลยี 3G ทำงานในช่วง 2100 MHz และมีแบนด์วิดท์ 15 – 20 MHz ที่ใช้สำหรับบริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูง และการคุยผ่านวิดีโอ
คุณสมบัติพื้นฐานและลักษณะทั่วไปของเทคโนโลยีในยุค 3G
1) ความเร็วในการรับส่งข้อมูล 14 Mbps
2) เข้าสู่ยุคของสมาร์ทโฟน
3) รองรับบริการ แอปพลิเคชันบนเว็บ เสียง วิดีโอ และไฟล์ขนาดใหญ่
4) เนื่องจากใช้งานเทคโนโลยีบรอดแบนด์ จึงสามารถรองรับการใช้งานและความจุได้เพิ่มขึ้น
5) อินเทอร์เน็ตความเร็วสูง / การรักษาความปลอดภัยที่ดีขึ้น / การประชุมทางวิดีโอ / เกม 3D / สตรีมทีวี / โทรทัศน์บนมือถือ (mobile TV) / โทรศัพท์
ในทางปฎิบัติ เทคโนโลยีที่ใช้ในการสื่อสารยุค 3G มีหลายแบบ
UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) ใช้ในยุโรป เป็นเทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลในมาตรฐาน 3G ที่ส่งผ่านสัญญาณเครือข่ายแบบ WCDMA มีความเร็วสูงสุดอยู่เพียง 384 kbps
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) เป็นระบบเครือข่าย 3G มาตรฐานใหม่ที่ใช้วิธีการเข้าถึงแบบ DS-CDMA (direct-sequence code division multiple access) และใช้วิธีการ รวมแบบแบ่งความถี่ (frequency-division duplexing : FDD) เพื่อรองรับบริการที่ต้องการความเร็วสูงและความจุสูง
HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) คือเทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลที่พัฒนามาจากระบบ UMTS โดยสามารถรับส่งข้อมูลได้ความเร็วสูงถึง 14.4 Mbps (downlink) ซึ่งขึ้นอยู่กับโทรศัพท์มือถือและผู้ให้บริการเครือข่าย 3G
HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access) คือเทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลที่พัฒนามาจาก UMTS เช่นกัน ซึ่งตอนนี้ความเร็วสูงสุดในในการส่งข้อมูลคือ 5.76 Mbps (Uplink) (Internet ตามบ้านส่วนใหญ่ความเร็วในการส่งข้อมูลจะอยู่ที่ 512 kbps) ไม่ว่าการรับข้อมูลจะเร็วแค่ไหนก็ตาม
HSPA (High-Speed Packet Access) คือการรวม HSDPA และ HSUPA เข้าด้วยกันเรียกรวม ๆ กันว่าเป็น HSPA ทำให้ได้ประสิทธิภาพทั้งรับ-ส่งที่ดีกว่า
HSPA+ ความเร็วสูงสุด 42 Mbps (H+)
CDMA2000 ใช้ในประเทศอเมริกา
IMT2000 ได้ยอมรับมาตรฐาน 3G แบบใหม่จากประเทศจีน นั่นคือ TD-SCDMA
