相比3G所使用的CDMA技术，TD—LTE采用了OFDM、MIMO、高阶调制、网络架构扁平化等多项关键革新技术，具体如下：
（1）OFDM：即正交频分复用，该技术与GSM网络中的FDM类
似，即将一段频谱划分为多个子载波。但与GSM不同的是，OFDM系统中不同子载波间相互正交且重叠，省去了GSM系统中不同子载波间保护带宽的需要，由此可提升系统频谱效率；同时，OFDM系统可将一条高速宽带数据业务流划分为多条并行窄带数据流，以此可较好克服宽带移动通信系统中多径效应和符号间干扰带来的影响。
（2）MIMO：即多天线技术，通过在基站和终端配臵多根天线，实现在多个独立的空间传输通道上的多路传输。系统可根据用户信道状态，将MIMO工作模式自动配臵为波束赋性、空间复用、空间分集等多种状态，以获得更高的数据业务速率和更高的传输可靠性。
（3）高阶调制：3G系统中最高阶调制方式为16QAM，即每个调整符合可携带4比特信息；而LTE系统最高调制方式为64QAM，即每个调制符合可携带6比特信息，由此可将频谱效率提升50%。
（4）网络架构扁平化：为了提升数据业务的时延性能，4G技术对无线网络进行了革新，去掉了BSC/RNC这个网络层面，从而根本性地改善业务时延。