Las bandas de frecuencia de funcionamiento de sistema UMTS están dispuestas alrededor de 2 GHz, lo cual garantiza características razonables de transmisión, baja atenuación de señal y fácil penetración de la señal en edificios (indoor). Las bandas de frecuencia asignadas dependen de si UMTS opera usando duplexación por división de tiempo (Time Division Duplex, TDD) o en duplexación por división de frecuencia (Frequency Division Duplex, FDD).
UMTS puede operar con un espectro mínimo de 2 x 5 MHz para la banda de frecuencia asignada a un par UMTS FDD y una banda de frecuencias de 5 MHz en UMTS TDD. Las bandas de frecuencia asignadas son algo diferentes para Europa y EE.UU. En Europa, se asignaron las bandas de frecuencia UMTS TDD en la banda de 1900-1920 MHz para el enlace ascendente y en la banda de 2010-2025 MHz para el enlace descendente. En UMTS FDD se asignan bandas de frecuencias en el rango de 1920-1980 MHz para el enlace ascendente y en el rango de 2110-2170 MHz para el enlace descendente.
La razón por la que las bandas de frecuencia de enlace ascendente son menores que las del enlace descendente es por las limitaciones de potencia y batería y de los terminales móviles. Las bandas de frecuencias más bajas atenúan menos la señal. La cobertura en el enlace ascendente se puede garantizar fácilmente si la potencia de transmisión de los terminales móviles tiene un valor razonable. Se debe tener en cuenta que la potencia de transmisión máxima de una estación base es normalmente 43-46 dBm, mientras que la potencia de transmisión de un terminal móvil es de hasta 23 dBm.