统一移动通信系统结合了宽带码分多址（wideband code division multiple access，WCDMA）的空中接口（移动电话和基站的空中通信协议）、GSM系统的移动应用部分（mobile application part，MAP），以及GSM的语音编码算法，例如自适应多速率（adaptive multi-rate，AMR）和加强全速率（enhanced full rate，EFR）。统一移动通信系统与GSM的主要区别是，由无线接口等构成的通用无线接入网（generalized radio access network，GRAN）能够联入不同的骨干网络，包括因特网、综合业务数字网、全球移动通信系统或通用移动通信系统等。

除WCDMA作为统一移动通信系统的首选空中接口技术外，统一移动通信系统还相继引入了时分同步码分多址（time division-synchronous code division multiple access，TD-SCDMA）和高速下行分组接入（high speed downlink packet access，HSDPA）技术。前者是由中国提出的技术提案，利用单边频谱提供高速移动通信组网能力，已成为国际主流通信标准。后者则是引入了利于超高速数据传送的速率控制技术，使下行链路无线带宽可以达到10兆比特/秒。

在核心网技术方面，统一移动通信系统引入了分组软交换技术，进而顺应互联网协议（internet protocol，IP）多媒体应用的发展趋势，引入了IP多媒体域，以实现全IP多业务移动网络的最终发展目标。