Телеметрическая система, как правило, должна обрабатывать более одного канала информации (например, обычные измерения с орбитального спутника или скорость потока и уровень воды в водораспределительной сети). Эти каналы измерения данных объединяются с помощью процесса, известного как мультиплексирование, который объединяет каналы в один составной сигнал для передачи по каналу связи. Мультиплексирование может быть основано либо на временном, либо на частотном разделении. При временном разделении каналы объединяются один за другим во временной последовательности; при частотном разделении каждый канал назначается на индивидуально выделенную, дискретную полосу частот, и эти полосы затем объединяются для одновременной передачи. Наконец, данные могут обрабатываться в телеметрической системе непрерывным (аналоговым) или дискретным (цифровым) способом. Последние системы относительно более сложны, поскольку для чисто цифровой организации необходимо преобразовать аналоговые сигналы в цифровую форму — процесс, известный как кодирование.
Мультиплексирование с временным разделением предполагает последовательное действие, при котором образцы поочередно выбираются из нескольких различных измерительных каналов для передачи в точку приема. При выборе фиксированного цикла коммутационное устройство подключает определенный канал к исходящему каналу связи в соответствии с заранее установленной последовательностью.
В так называемой системе «адрес-ответ» данные передаются только по командному сигналу: выборка осуществляется в соответствии с заранее заданной программой сканирования. Программа является гибкой, так как может быть организована в соответствии с приоритетными требованиями к информации, как, например, при возникновении аварийной ситуации.