Entre la pose du premier câble sous-marin télégraphique transatlantique (1858) et celle du premier câble sous-marin téléphonique, il s’est écoulé une centaine d’années. Pourquoi un aussi long délai alors que le téléphone a vu le jour en 1876 ?
Essentiellement parce que, contrairement aux signaux télégraphiques, les signaux du téléphone s’affaiblissent très rapidement en fonction de la distance. Il faut donc les amplifier régulièrement. Or les lampes électroniques, jusqu’aux années 1950, ont une durée de vie très faible.

Un câble coaxial est constitué d’un conducteur central en cuivre entouré d’une gaine en polyéthylène et d’un conducteur électrique concentrique au premier, le tout revêtu d’une gaine extérieure en polyéthylène. Une armature d’acier, doublée près des côtes, le protège des agressions extérieures.
Ces câbles véhiculent des signaux analogiques, mais peuvent évidemment transmettre des informations numériques lorsque celles-ci sont codées par des fréquences grâce à des modems (modulateurs-démodulateurs).
La liaison est équipée à intervalles réguliers (tous les 10 km à l’origine) de répéteurs immergés qui permettent de réamplifier les signaux électriques transmis, et d’acheminer environ 4000 communications téléphoniques simultanées (cas du TAT 6 posé en 1976).

Ils sont constitués d’une, deux ou trois paires de fibres placées dans un bloc optique recouvert d’une armature d’acier, d’une enveloppe de cuivre pour l’alimentation électrique, d’une gaine d’isolation en polyéthylène. Le tout protégé par une à trois armures d’acier, au voisinage des côtes, pour les protéger des ancres ou des chaluts.
Le premier câble transatlantique à fibres optiques, le TAT 8, a été posé en 1988, et permet, grâce à une unité de branchement en mer, de relier simultanément la France, l’Angleterre et les USA. Ce câble offre, grâce à des concentrateurs, une capacité de 40 000 voies téléphoniques simultanées.
Comme les câbles coaxiaux, les câbles optiques sont équipés de répéteurs (à partir des années 1990, ils sont espacés de plus de 100 km). Depuis 1995, des régénérateurs "tout optique" compensent l’atténuation du signal dans la fibre, ce qui permet d’augmenter considérablement le nombre des circuits (le TAT 14 posé en 2001 a une capacité de plus de 7 000 000 de télécommunications simultanées).

Près des côtes, les câbles sont ensouillés (enfouis) à l’aide d’une charrue sous-marine télécommandée. Pour les désensouiller, en vue d’une réparation, on utilise des engins sous-marins télécommandés appelés ROV (Remotely Operated Vehicule).