La démodulation d’amplitude, aussi appelée détection, consiste à récupérer le signal modulant. Elle utilise le même principe que le modulateur d’amplitude: la multiplication de tensions. Dans un modulateur, on devait injecter deux signaux pour pouvoir réaliser une multiplication analogique entre eux; par contre, lors de la démodulation, le signal MA est lui-même un signal complexe formé de plusieurs fréquences. Ce sont ses composantes fréquencielles qui seront multipliés entre eux.
Pour obtenir un multiplicateur analogique, on peut simplement utiliser un élément non-linéaire (diode, transistor, etc.). Nous savons que la fonction de transfert d’un élément non-linéaire peut se décomposer en une série polynomiale de la forme
y = anxn + ... + a3x3 + a2x2 + a1x + a0
Un élément non-linéaire multiplie la variable d’entrée x. Si la variable est un spectre complexe (signal MA, par exemple) alors tous ses composantes fréquencielles seront additionnées et soustraites entre elles et entre les harmoniques générées par l’élément non-linéaire. On retrouvera à la sortie, entre autres, un signal de même fréquence que la modulante que nous pouvons isoler grâce à un filtre passe-bas.