A topologia provável desse novo sistema era baseada em uma forma de arquitetura mista de células, células de tamanho variável seriam implementadas com dimensionamento adequado para áreas geográficas específicas e em função das diferentes demandas de tráfego. Células diminutas, ou seja, picocélulas, instaladas em interiores, seriam versões melhoradas das até então atuais tecnologias "cordless", com "handsets", isto é, aparelhos de assinante, bastante pequenos e leves, células maiores, ou seja, microcélulas e macrocélulas, poderiam operar segundo características evoluídas a partir do GSM. "Handsets" diferentes precisariam reconhecer e operar indistintamente em pico, micro e macrocélulas. Ou seja, o objetivo era criar uma plataforma de rede SEM FIO, oferecendo aos usuários a possibilidade de acesso, através de ondas de rádio, como extensão do sistema telefônico do escritório quando se encontram no trabalho ou como telefone móvel convencional quando se encontram ausentes ou ainda como telefone principal de suas residências quando estão em casa.

As tecnologias de terceira geração (3G) surgem então e permitem às operadoras da rede oferecerem a seus usuários uma ampla gama dos mais avançados serviços, já que possuem uma capacidade de rede maior por causa de uma melhora na eficiência espectral. Entre os serviços, há a telefonia por voz e a transmissão de dados a longas distâncias, tudo em um ambiente móvel. Normalmente, são fornecidos serviços com taxas de 5 a 10 megabits por segundo.

Ao contrário das redes definidas pelo padrão IEEE 802.11, as redes 3G permitem telefonia móvel de longo alcance e evoluíram para incorporar redes de acesso à internet em alta velocidade e Vídeo-telefonia. As redes IEEE 802.11 (mais conhecidas como Wi-Fi ou WLAN) são de curto alcance e ampla largura de banda e foram originalmente desenvolvidas para redes de dados, além de não possuírem muita preocupação quanto ao consumo de energia, aspecto fundamental para aparelhos que possuem pouca carga de bateria.

Até dezembro de 2007, 190 redes 3G já operavam em quarenta países e cento e cinqüenta e quatro redes HSDPA operavam em setenta e um países, segundo a Global mobile Suppliers Association. Na Ásia, na Europa, no Canadá e nos Estados Unidos, as empresas de comunicações utilizam a tecnologia W-CDMA, com cerca de cem terminais designados para operar as redes 3G.

Na Europa, os serviços 3G foram introduzidos a partir de março de 2003, começando pelo Reino Unido e Itália. O Conselho da União Européia sugeriu às operadoras 3G cobrirem 80% das populações nacionais européias até ao final de 2005.

A implantação das redes 3G foi tardia em alguns países devido a enormes custos adicionais para licenciamento do espectro. Em muitos países, as redes 3G não usam as mesmas freqüências de rádio que as 2G, fazendo com que as operadoras tenham que construir redes completamente novas e licenciar novas freqüências; uma exceção são os Estados Unidos em que as empresas operam serviços 3G na mesma freqüência que outros serviços. Os custos com licença em alguns países europeus foram particularmente altos devido a leilões do governo de um número limitado de licenças e a leilões com propostas confidenciais, além da excitação inicial sobre o potencial do 3G. Outros atrasos se devem a despesas com atualização dos equipamentos para os novos sistemas.

Em junho de 2007, o assinante 3G de número duzentos milhões foi conectado. Se comparado aos três bilhões de assinantes de telefonia móvel no mundo, esse número corresponde apenas a 6,7%. Nos países onde a 3G foi lançada inicialmente (Japão e Coréia do Sul), mais da metade dos assinantes utilizam 3G. Na Europa, o país líder é a Itália, com um terço dos seus assinantes tendo migrado para a 3G. Outros países líderes na migração para a 3G são o Reino Unido, a Áustria e a Singapura, com 20% de migração. Uma estatística confusa está computando clientes de CDMA 2000 1x RTT como se fossem clientes 3G. Se for utilizada essa definição de caráter disputado, o total de assinantes 3G seria de 475 milhões em junho de 2007, 15,8% dos assinantes de todo o mundo.