In Deutschland gibt es drei Mobilfunknetze: das Mobilfunknetz der Deutschen Telekom, das Datennetz von Vodafone sowie das fusionierte Netz von Telefónica o2 und E-Plus. 2014 übernahm Telefonica o2 den Anbieter E-Plus, ein Jahr später wurden die Netze zusammengelegt. Die Funknetze von Telekom und Vodafone werden auch als D-Netze bezeichnet – dabei steht D1 für Telekom und D2 für Vodafone. Die D-Breitbandnetze operieren hauptsächlich im Frequenzbereich GSM-900. Das Mobilfunknetz von o2 und E-Plus wird auch E-Netz genannt und läuft im Frequenzbereich GSM-1800.
Die deutschen Mobilfunknetze arbeiten mit verschiedenen Funktechniken: das älteste Breitband-Netz, das GSM-Mobilfunknetz der 2. Generation (2G) mit der Erweiterung EDGE ist nahezu flächendeckend ausgebaut. Der GSM-Standard ist praktisch überall erreichbar, wo man mit einem Smartphone oder Laptop online geht oder telefoniert. Das 2G-Netz ist flächendeckend mit dem Turbo EDGE ausgestattet, das erlaubt zwar nur 260 Kilobit pro Sekunde beim Herunterladen von Daten und 220 kbit/s beim Senden eigener Daten übers Datennetz – dies aber überall. Zum Senden und Empfangen von reinen Textmails reicht das vollkommen.
Als Nachfolger von GSM wurde der Funkstandard UMTS in die Netze implementiert: das Netz der 3. Generation (3G) bietet mit der Erweiterung HSDPA Surfgeschwindigkeiten von bis zu 7,2 Megabit pro Sekunde. Auch die noch leistungsfähigere Ausbaustufe HSPA+ mit Download-Geschwindigkeiten von bis zu 14,4 Mbit/s und Uploads mit maximal 5,76 Mbit/s gibt es inzwischen fast bundesweit. Sowohl die Telekom als auch Vodafone und Telefonica o2/E-Plus bieten eine breite Auswahl an Diensten für den UMTS-Funk an.
Alle deutschen Netzbetreiber investieren seit mehreren Jahren in den Aufbau eines Mobilfunknetzes der 4. Generation (4G). Im Frühjahr 2010 ersteigerten die Datennetz-Betreiber neue Frequenzen im Spektrum 800, 1800 und 2600 MHz speziell für den LTE-Funk. Die Technologie LTE ermöglicht theoretisch Übertragungsraten von bis zu 300 Mbit/s im Downlink. Vom 4G-Ausbau profitieren auch die UMTS-Netze: Durch die verbesserten Netz-Kapazitäten werden sie entlastet. Mit dem neuen LTE-Datenfunk ist die Grenze zwischen schnellem Internet per Kabel und mobilem Internet aus Sicht des Nutzers fast nicht mehr zu erkennen. In den D-High-Speed-Breitbandnetzen ist der 4G-Ausbau bereits relativ weit fortgeschritten. Telefónica o2 und E-Plus arbeiten ebenfalls kontinuierlich an der Aufrüstung des gemeinsamen Netzes mit der LTE-Technologie.
5G soll der Nachfolger des Highspeed-Mobilfunkstandards 4G/LTE werden. Es gibt bereits erste Pläne zu kommerziellen 5G-Netzen, allerdings nicht in Deutschland. Der 5G-Funkstandard soll Speedraten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde ermöglichen. Außerdem soll 5G eine sehr geringe Latenzzeit (Verzögerung) von unter einer Millisekunde haben. Ein großes Anwendungsszenario für den neuen 5G-Datennetz-Standard ist die Kommunikation von Maschinen, das so genannte Internet der Dinge (Internet of Things).