Le sous-système radio comprend l'ensemble des stations de base desservant l’ensemble du territoire (GSM doit être quasi universel c’est-à-dire accessible à tout individu quelle que soit sa position géographique). Il assure les transmissions radioélectriques entre MS et BTS et gère la ressource radio.

Pour un opérateur de télécoms, il constitue l’infrastructure la plus lourde et représente 70% de l’investissement pour les nouveaux entrants (un terminal GSM coûte environ 100 Euros du point de vue de la conception – bien qu’il soit souvent remis à l’abonné pour un franc symbolique – et l’installation des BTS représente un coût de conception et de génie civil considérable). Le BSS comporte les équipements décrits dans les paragraphes suivants.

C’est l’équipement terminal muni d’une carte SIM permettant d’accéder au PLMN (Public Land Mobile Network ), le PLMN étant un réseau GSM exploité par un opérateur sur un territoire ;

C’est un ensemble d’émetteurs-récepteurs appelés TRX ( TRX signifie que le matériel est capable de gérer une paire de fréquences GSM). La BTS s’occupe de la transmission radio : modulation, démodulation, égalisation, codage correcteur d’erreurs. De plus, elle gère la couche physique  (multiplexage TDMA, saut de fréquence lent, chiffrement) et effectue des mesures radio pour vérifier qu’une communication en cours se déroule correctement, elle n’exploite pas ces mesures mais les transmet au BSC. Elle gère également la couche liaison de données pour l’échange de signalisation entre les mobiles et l’infrastructure ( LAPDm ) et le BSC afin d’assurer la fiabilité du dialogue ( LAPD ). Sa capacité maximale est de 16 porteuses ( cette limite n’est jamais atteinte en pratique ) c'est-à-dire qu'elle peut supporter au plus une centaine de communications simultanées.

C’est l’organe " intelligent " du BSS, qui gère la ressource radio. Il commande l’allocation des canaux, utilise les mesures effectuées par la BTS pour contrôler les puissances d’émission des mobiles et/ou de la BTS et prend la décision de l’exécution d’un handover. C’est également un commutateur qui réalise une concentration des circuits vers le MSC.