Si le signal destiné à moduler une porteuse contient lui-même d'autres signaux déjà modulés, on considère que ces derniers sont modulés sur une sous-porteuse. L'utilisation de sous-porteuses permet le multiplexage de plusieurs signaux au sein d'un même canal de données.
Permet l'intégration du signal de couleur (chrominance) au sein du signal original en noir et blanc, permettant ainsi une transmission simultanée et la compatibilité noir et blanc - couleur. La sous-porteuse est alors de 4,43 MHz en PAL, 3,58 MHz en NTSC, et il y a deux sous-porteuses à 4,40 MHz et 4,25 MHz[1] en SECAM.
Tandis que le signal principal contient le message sonore mono, l'information de stéréo (la différence G-D) est transmise séparément sur une sous-porteuse à 38 kHz. Un signal pilote à 19 kHz est par ailleurs ajouté pour indiquer la présence de la stéréo et permettre le décodage de la sous-porteuse sans risque de déphasage du son (ce qui aurait pour effet d'inverser ou d'annuler l'effet stéréo).
Son de la télévision
Qu'il s'agisse du son analogique classique ou du son NICAM numérique, celui-ci est modulé sur une sous-porteuse avant d'être inséré dans le signal vidéo qui fait office de signal principal. Les fréquences de sous-porteuses varient de 4 à 6,5 MHz.
Chiffrement du son
Autrefois utilisé pour un usage militaire (mais tombé en désuétude avec les moyens numériques actuels), le chiffrement du son par modulation de celui-ci sur une sous-porteuse est actuellement utilisé pour le son de la chaîne payante Canal+. Dans ce dernier cas, la fréquence de la sous-porteuse est de 12,8 kHz, ce qui limite la bande passante du signal dans le même ordre de grandeur. Le son de Canal+ est ensuite mélangé à l'image par le biais d'une autre sous-porteuse comme les autres chaînes de télévision.