Mỗi hệ thống cell phone gồm có 4 thành phần:
1. Các cells và trạm gốc (base stations)
2. Trạm đổi (tức là văn phòng chuyển đổi điện thoại di động (mobile telephone switching office – MTSO)
3. Nhân viên điều hành hệ thống và văn phòng địa phương.
4. Các cell phones
Cells là trọng tâm của hệ thống, có trạm gốc để nhận, gửi đi và hướng dẫn các tín hiệu vô tuyến trong những cuộc gọi bằng cell phone. Vì là hệ thống vô tuyến nên không có biên giới ghi trên bản đồ. Trong hầu hết các trường hợp, các cuộc gọi được nhận và gửi đi khắp khu vực phục vụ, trừ một số vùng khép kín như garage ngầm dưới đất. Lúc đó dấu hiệu No Svc (No Service) xuất hiện trên mặt phone.
Tất cả các trạm đều nối với MTSO, và từ đây nối vào hệ thống Công cộng Chuyển đổi Điện thoai (Public Switched Telephone network (PSTN) của công ty điện thoại địa phương.
Khi gọi bằng cell phone, tín hiệu được chuyển tới trạm. Trạm báo cho MTSO. MTSO liền cung cấp một kênh mở, tức là một tần số, và nối cuộc gọi với PSTN. PSTN đưa cuộc gọi qua con số muốn gọi. Thời gian của tiến trình này bằng với thời gian ta gọi điện thoại thường qua đường dây.
Cuộc gọi này có thể đến từ một điện thoại nhà có đường dây, hoặc từ một cell phone khác. Bất kể đến từ đâu, MTSO được thông báo là có cuộc gọi gửi tới một cell phone. Lúc đó MTSO chuyển đi các dữ liệu qua sóng vô tuyến để truy tầm chiếc cell phone đó.
Các cell phone trong vị thế standby (mở “on” nhưng không sử dụng để gọi hay nhận gọi) tiếp tục scan các sóng vô tuyến do MSTO chuyển đến. Nếu một phone “nghe” được số của mình, nó liền gửi lại một tín hiệu tới trạm gần nhất cho biết số ESN (Electronic Serial Number) và MIN (Mobile Identification Number) của nó. Trạm chuyển dữ liệu này lại cho MTSO để xác nhận các ESN và MIN và chỉ định một tần số cho cuộc gọi. Cell phone nhận được thông báo bảo nó điều chỉnh (tune) vào đúng tần số này. Trạm mở ra tần số này và cuộc gọi được nối kết.