MIMO技术是指能在不增加带宽的情况下，成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。它可以定义为发送端和接收端之间存在多个独立信道，也就是说天线单元之间存在充分的间隔，因此，消除了天线间信号的相关性，提高了信号的链路性能，增加了数据吞吐量。研究表明，在
瑞利衰落信道环境下。OFDM系统会使用MIMO技术来提高容量。
MIMO系统通过在收发两端部署多根天线，利用空间维度构建独立并行传输信道。当发射天线数量为M、接收天线数量为N时，系统容量随min(M,N)呈线性增长，频谱利用率比单天线系统提升数十倍。该技术突破性地将无线环境中的多径传播效应从干扰源转化为可利用资源，通过空时编码技术实现信号分集与复用。
系统性能受限于天线间距导致的信号相关性，密集部署场景需解决通道间干扰问题。虽然通过IRC技术可抑制空间有色干扰，但多径干扰无法完全消除。大规模天线阵列带来的计算复杂度与能耗问题仍是5G毫米波频段应用的挑战。