Der SMS nutzt einen Signalisierungs-Kanal des GSM-Standards wie etwa SDCCH
(Stand-alone Dedicated Control Channel) oder FACCH (Fast Associated Control
Channel). Diese Kanäle werden auch genutzt, um Gespräche aufzubauen und zu
halten. Kurzmitteilungen können parallel zu einer Telefonverbindung versendet/empfangen
werden. Hierzu wird ein Teil der Bandbreite des Verkehrsdatenkanals temporär zum
Signalisierungskanal (FACCH) umkonfiguriert und zum Versand/Empfang einer
Kurzmitteilung genutzt.
Der Versand einer solchen Nachricht erfolgt grundsätzlich vom Mobiltelefon an
die Kurzmitteilungszentrale (SMSC) des Netzbetreibers; sie wird also nicht von
einem Mobiltelefon direkt zu einem anderen gesendet. Die Nummer der
Kurzmitteilungszentrale hat den gleichen Aufbau wie eine "normale"
Mobilfunknummer (MSISDN = Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network
Number) und wird in den Einstellungen des Mobilfunkgeräts hinterlegt. Die
Kurzmitteilungszentrale liest aus dem header unter anderem die Zielnummer aus
und sendet die Nachricht entweder im eigenen Netz an diese Zielnummer oder
übergibt sie an den Netzbetreiber der Zielnummer. Die verschiedenen
Netzbetreiber sind untereinander verbunden (interkonnektiert). Ist der Empfänger
kein Mobilfunkgerät, sondern eine Anwendung (zum Beispiel im Fall einer
Anmeldung bei einem Short-Message-Newsletter-Service), wird der Inhalt der
Nachricht über Datenverbindungen an die Server des Service-Anbieters
weitergeleitet.
Eine Kurzmitteilung besteht aus zwei Teilen:
(engl. für „(Brief-)Kopf“) Im Header werden verschiedene grundlegende Nachrichtenparameter angegeben, zum Beispiel Absendernummer, Codierung (7 Bit, 8 Bit, 16 Bit), Zeichensatz (zum Beispiel ISO 8859-1 für Lateinisch, ISO 8859-6 für Arabisch, etc), Gültigkeit der Nachricht (Zeitangabe), Empfängernummer etc.
(engl. für „Körper“) Er ist der eigentliche Nachrichteninhalt, welcher aus den Nutzdaten besteht, die übertragen und eventuell am Display angezeigt werden sollen. Die maximale Größe eines Bodys ist auf 1.120 Bit (= 160 Zeichen für Textnachrichten) begrenzt, jedoch gibt es die Möglichkeit, mehrere Nachrichten miteinander zu verknüpfen ("concatenated SMS / EMS").
Flash Messages (oft falsch: "Flash SMS", engl. für „Blitz-SMS“) erscheinen direkt auf dem Display. Es ist nicht nötig die Anzeigetaste zu drücken; auf den meisten Mobiltelefonen können derartige Nachrichten auch nicht gespeichert werden.
Silent Messages (oft falsch: "Silent SMS", "Stealth SMS" oder "Stille SMS") werden weder auf dem Display noch durch ein akustisches Signal angezeigt. Beim Mobilfunkanbieter jedoch fallen Verbindungsdaten an. Diese Art der Kurzmitteilungen wird insbesondere von der Polizei zur Ortung von Personen oder zur Erstellung ganzer Bewegungsprofile verwendet. Allerdings unterlagen (bis vor kurzem) auch die auf diese Art gewonnenen Verbindungsdaten dem Fernmeldegeheimnis (zumindest in Deutschland), weshalb das Vorgehen nur rechtmässig war, wenn im Einzelfall entsprechende Eingriffsermächtigungen bestehen. Das am 10. Februar 2007 von der Bundesregierung herausgegebene Terrorismusbekämpfungsergänzungsgesetzes (TBEG) verlängert und erweitert jedoch die nach dem 11. September 2001 geschaffenen Befugnisse. Neben dem Verfassungsschutz dürfen künftig auch Bundesnachrichtendienst (BND) und Militärischer Abschirmdienst (MAD) mit Hilfe der Silent Message Handy-Ortungen vornehmen. Insbesondere wird das Verfahren nach Artikel 10 des Grundgesetzes, das eine ministerielle Anordnung mit Zustimmung der G 10-Kommission des Bundestages vorsieht, beschränkt. Dem Parlamentarischen Kontrollgremium müssen sie aber weiter Bericht erstatten.
Nicht unerheblich für die weitere Verbreitung von SMS war die Erfindung des Text on 9 keys (T9) mit welcher die Texteingabe über die typischen wenigen Handytasten deutlich komfortabler wurde, weil das Mehrfachtippen für den richtigen Buchstaben im Regelfall entfallen kann. T9 basiert auf einer intelligenten Texterkennung anhand eines im Mobiltelefon gespeicherten Wörterbuches. In Motorola Mobiltelefonen wird das ähnlich funktionierende iTAP verwendet.