Demodulasjon er innen telekommunikasjon det å gjenvinne den informasjonen som ble preget inn på bærebølgen under modulasjonsprosessen. Demodulasjon er det omvendte av modulasjon.

Modulasjons- og demodulasjonsprosessen må vurderes under ett når det skal velges modulasjonsmetode for et bestemt kommunikasjonsformål (for eksempel frekvensmodulasjon – FM – eller amplitudemodulasjon – AM). Forhold som har betydning er effektforbruk og båndbredde, samt kompleksiteten i sender- og mottagerutstyret.

Tidligere ble det benyttet amplitude- og frekvensmodulasjonssystemer (særlig med tanke på å lage enkle mottagere), men nå har digitale systemer kombinert med avansert og rimelig kretsteknologi gjort det mulig å ta i bruk sinnrike kombinasjoner av modulasjon og koding. Dermed kan en større mengde informasjon overføres med god kvalitet med bruk av mindre effekt og mindre båndbredde.