Podstawową usługą, która nieodłącznie wiąże się z telefonią komórkową jest transmisja sygnałów głosu. Mowa transmitowana jest radiowymi kanałami cyfrowymi, które w trakcie każdej rozmowy są przydzielane przez kontroler stacji bazowych. Każda z możliwych częstotliwości podzielona jest na osiem szczelin czasowych, w czasie których może być przekazywana pojedyncza rozmowa. W przypadku pogorszenia jakości transmisji mowy, telefon wysyła do sieci tzw. raporty pomiarowe, zawierające dane o sile i jakości sygnału odbieranego z pobliskich stacji bazowych.

Na podstawie tych informacji kontroler stacji bazowych może przydzielić częstotliwość związaną z inną stacją bazową. W ten sposób utrzymywana jest ciągłość połączenia telefonicznego, nawet jeśli abonent jest w ruchu i oddala się od stacji bazowej. Kolejną usługą realizowaną w sieciach GSM jest możliwość wysyłania i odbierania wiadomości w formatach SMS, EMS oraz MMS. SMS to nic innego jak krótka wiadomość tekstowa, która ogranicza się do 160 znaków. Ten rodzaj wiadomości stał się bardzo popularny ze względu na niską cenę usługi i możliwość wysyłania informacji do odbiorcy bez konieczności natychmiastowego jej odbierania, tak jak to jest w przypadku połączenia głosowego. Natomiast wiadomości MMS są najnowszą formą przesyłania danych multimedialnych w sieciach GSM. Wykorzystują usługę transmisji danych GPRS i za ich pomocą można przesłać nawet sekwencję wideo. Wraz z rozwojem technologii GPRS i zintegrowaniem jej z siecią GSM stało się możliwe pakietowe przesyłanie danych. Dzięki tej możliwości, użytkownik nie zajmuje całego kanału cyfrowego wyłącznie dla siebie, przez co też płaci jedynie za dane wysłane lub odebrane tylko przez niego.

Prędkość transmisji w tej technologii wynosi od 30 do 80 kb/s. Jeszcze większą prędkość przesyłu danych oferuje technologia EDGE, która jest też mniej kosztowna. Obecnie operatorzy sieci GSM oprócz podstawowych usług oferują także stały dostęp do Internetu przez telefon i mnóstwo aplikacji umożliwiających korzystanie z szybkiego przesyłu danych, ich obróbkę i archiwizację.