信道编码的研究内容分为两类：信道编码定理和构造性的编码方法。信道编码定理，从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题，也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。

1948年，现代信息论的奠基人C.E.香农发表了《通信的数学理论》，标志着信息与编码理论这一学科的创立。根据香农定理，要想在一个带宽确定而存在噪声的信道里可靠地传送信号，无非有两种途径：加大信噪比或在信号编码中加入附加的纠错码。

编码定理的证明，从离散信道发展到连续信道，从无记忆信道到有记忆信道，从单用户信道到多用户信道，从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零，正在不断完善。编码方法，在离散信道中一般用代数码形式，其类型有较大发展，各种界限也不断有人提出，但尚未达到编码定理所启示的限度，尤其是关于多用户信道，更显得不足。在连续信道中常采用正交函数系来代表消息，这在极限情况下可达到编码定理的限度。不是所有信道的编码定理都已被证明。只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明；其他信道也有一些结果，但尚不完善。

按对错误的处理方式不同，可分为检错码、纠错码和检纠错码。按纠错的类型的不同，可分为纠随机错误码、纠突发错误码、纠字节错误码和纠运算错误的算术运算码等。按码的结构不同，可分为线性码、线性分组码（群码）、卷积码（线性树码）和非线性码。

受雇于贝尔实验室的数学家R.汉明（R.Hamming）将输入数据每4个比特分为一组，然后通过计算这些信息比特的线性组合来得到3个校验比特，然后将得到的7个比特送入计算机。计算机按照一定的原则读取这些码字，通过采用一定的算法，不仅能够检测到是否有错误发生，同时还可以找到发生单个比特错误的比特的位置，该码可以纠正7个比特中所发生的单个比特错误。这个编码方法就是分组码的基本思想，汉明提出的编码方案后来被命名为汉明码。

Golay码分为二元Golay码和三元Golay码，前者将信息比特每12个分为一组，编码生成11个冗余校验比特，相应的译码算法可以纠正3个错误；后者的操作对象是三元而非二元数字，三元Golay码将每6个三元符号分为一组，编码生成5个冗余校验三元符号，这样由11个三元符号组成的三元Golay码码字可以纠正2个错误。

卷积码是伊莱亚斯（Elias）在1955年提出的。通常卷积码记为（n,k,N）码。卷积码的编码过程是连续进行的，依次连续将每k个信息元输入编码器，得到n个码元，得到的码元中的检验元不仅与本码的信息元有关，还与以前时刻输入到编码器的信息元（反映在编码寄存器的内容上）有关。同样，在卷积码的译码过程中，不仅要从本码中提取译码信息，还要充分利用以前和以后时刻收到的码组。从这些码组中提取译码相关信息，而且译码也是可以连续进行的，这样可以保证卷积码的译码延时相对比较小。通常，在系统条件相同的条件下，在达到相同译码性能时，卷积码的信息块长度和码字长度都要比分组码的信息块长度和码字长度小，相应译码复杂性也小一些。

Turbo码是C.贝劳（Claude Berrou）等人在1993年首次提出的一种级联码。基本原理是编码器通过交织器把两个分量编码器进行并行级联，两个分量编码器分别输出相应的校验位比特；译码器在两个分量译码器之间进行迭代译码，分量译码器之间传递去掉正反馈的外信息，这样整个译码过程类似涡轮（Turbo）工作。因此，这个编码方法又被形象地称为Turbo码。Turbo码具有卓越的纠错性能，性能接近香农限，而且编译码的复杂度不高。

LDPC（Low-density Parity-check，低密度奇偶校验）码是由加拉格尔（Gallager）在1963年提出的一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码（linear block codes），然而在接下来的30年来由于计算能力的不足，它一直被人们忽视。1996年，D.麦凯（D.MacKay）、M.尼尔（M.Neal）等人对它重新进行了研究，发现LDPC码具有逼近香农限的优异性能。并且具有译码复杂度低、可并行译码以及译码错误的可检测性等特点。

Polar码是由E.阿里坎（E.Arikan）于2007年基于信道极化理论提出的一种线性信道编码方法，该码字是迄今发现的唯一一类能够达到香农限的编码方法，并且具有较低的编译码复杂度，当编码长度为N时，复杂度大小为O(NlogN)。Polar码的核心思想就是信道极化理论，不同的信道对应的极化方法也有区别。2016年11月18日，在美国内华达州里诺刚刚结束的3GPP RAN1#87次会议上，经过与会公司代表多轮技术讨论，国际移动通信标准化组织3GPP最终确定了5G eMBB(增强移动宽带)场景的信道编码技术方案，其中，Polar码作为控制信道的编码方案；LDPC码作为数据信道的编码方案。