Bei der Pulsweitenmodulation (PWM) wird ein Rechtecksignal in seiner Pulsweite moduliert. Das Verfahren der Pulsweitenmodulation, das u.a. in Reglern eingesetzt wird, arbeitet mit einer konstanten Pulsfrequenz und einer konstanten Pulsamplitude, lediglich die Pulsbreite ist variabel. Dadurch, dass die Pulsfrequenz konstant ist, sich aber die Pulsbreite verändert, ändert sich das Tastverhältnis.
Je nach technischer Umsetzung arbeitet die Pulsweitenmodulation mit einem Modulationssignal oder nach dem Komparatorprinzip mit Flankensteuerung. Bei diesem Prinzip wird der lineare Amplitudenanstieg eines Sägezahnsignals mit einer veränderbaren Vergleichsspannung verglichen und bei Spannungsgleichheit wird der Ausgangspegel des Komparators umgeschaltet. Wird die Vergleichsspannung verändert, verändert sich somit auch der Umschaltzeitpunkt und damit die Pulsbreite.
Die Pulsweitenmodulation wird auch als Pulslängen- oder Pulsdauermodulation bezeichnet und u.a. in D/A-Wandlern, Schaltnetzteilen, der Telemetrie, der Leistungselektronik zur Steuerung von Elektromotoren und Dimmern und auch in optischen Sendern eingesetzt.
Bei diesen repräsentiert beispielsweise ein breiter Lichtimpuls eine logische "1", ein schmaler Lichtimpuls eine logische "0". Der Lichtpegel ist bei beiden logischen Zuständen gleich.
Bei der D/A-Wandlung wird die Pulsbreite und damit das Tastverhältnis durch den Digitalwert bestimmt. Der Mittelwert des Tastverhältnisses entspricht der analogen Ausgangsspannung.