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傳輸線方程又稱電報方程,是說明傳輸線上電壓U和電流I之間關系的微分方程組。按分布參數電路的觀點,一小段傳輸線可等效為由分布電阻R1（歐/米）、分布電感L1(亨/米)、分布電導G1（西/米）和分布電容C1(法/米)等集總元件構成的T型網絡(對無耗線,R1=G1=0),實際的傳輸線表示為各段等效網絡的級聯（圖2）。

設傳輸線與z 軸平行、時諧信號(時諧因子為)的傳輸角頻率為ω、分布阻抗Z1＝R1＋jωL1、分布導納Y1=G1+jωC1,則傳輸線方程可寫成(1)其解U(z)和I(z)都由含因子的兩項組成, 分別表示朝 ±z方向傳播的行波,其中γ 稱為傳播常數,一般,傳輸線上的電壓和電流各由上述兩相反方向的行波合成,形成駐波分布。
傳播常數描述電壓或電流行波沿傳輸線行進過程中的衰減和相移的參量。通常,它是一個復常數 γ＝α＋jβ

(2)式中α 稱為衰減常數,單位是奈/米或分貝/米(1奈/米＝8.686分貝/米)；β稱為相移常數,單位是弧度/米。

對于無耗線(R1=G1=0),有

(3)分別說明行波過程中沒有衰減；以及波行進一個波長有2π弧度的相位延遲。式中μ 和ε 分別為傳輸線所在媒質的導磁率和介電常數。

在傳輸線上行波的速度為

(4)與頻率f無關。

對于低損耗線(R1<<ωL1,G<<ωC1),近似有

(5)特性阻抗傳輸線上行波傳播時的電壓與電流之比。通常它也是復常數

(6)對無耗線

(7)它與頻率無關,僅取決于線本身的物理參數和幾何尺寸,可表征線的“特性”,故稱特性阻抗。

由于傳輸線橫截面上電磁場的瞬時分布與二維靜電場、靜磁場的分布相似,因而可借助靜電場和恒流磁場的方法分別計算分布參數C1和L1,從而算出特性阻抗Z0。通常是只計算C1,利用關系式(4),由公式Z0=1/υC1算出特性阻抗。

常用的平行雙線和同軸線（圖1）的特性阻抗公式為平行線
傳輸線
傳輸線

(8)同軸線

(9)式中εr為同軸線填充介質的相對介電常數。

反射系數信號從源端經傳輸線傳向終端,當終端接有負載阻抗ZL≠Z0時,則傳向負載的入射波將激起從負載向源方向的反射波。傳輸線上某點處反射液電壓與入射波電壓之比為該點的電壓反射系數,簡稱反射系數,通常是復數。對無耗線,反射系數 Γ＝|Γ|,沿線模|Γ|保持不變而幅角ψ呈線性變化。在負載端(反射點),|Γ|與ψ的初始值僅與比值ZL/Z0有關。

傳輸線上z點處的 Γ(z)與輸入（視在）阻抗Z(z)＝U(z)/I(z)的關系為

(10)

式中,

稱為用Z0歸一化的阻抗。當負載端Z(z)|z=L＝Z0時,ΓL=0,線上只有傳向負載的入射波,而沒有從負載返回的反射波,稱該傳輸線工作在阻抗匹配狀態。

電壓駐波比傳輸線上的反射波與入射波疊加后形成駐波,即沿線各點的電壓和電流的振幅不同,以1/2波長為周期而變化。電壓（或電流）振幅具有最大值的點,稱為電壓(或電流)駐波的波腹點；而振幅具有最小值的點,稱為駐波的波谷點；振幅值等于零的點稱為波節點。線上某電壓波腹點與相鄰波谷點的電壓振幅之比稱為電壓駐波比,簡稱駐波比；其倒數稱為行波系數。

電壓與電流兩種駐波曲線在空間上存在90°的相位差（波谷點位置相差1/4波長）,即電壓波腹點對應電流波谷點,反之亦然。圖3是幾種負載情形的電壓駐波圖型。 ρ為電壓駐波比,則電壓波腹點處的輸入阻抗為ρZ0;波谷點處的輸入阻抗為Z0/ρ。

反射系數模|Γ|與駐波比ρ 的關系為

(11)|Γ|=0時,ρ＝1；|Γ|=1時,ρ＝∞,因此,駐波比ρ常用于描述傳輸線的工作狀態。

阻抗匹配目的是使傳輸線向負載有最大的功率轉移,即要求負載阻抗與傳輸線的特性阻抗相等,相應地有|Γ|=0（或ρ＝1）。如果負載阻抗與傳輸線的特性阻抗并不相等,就需要在傳輸線的輸出端與負載之間接入阻抗變換器,使后者的輸入阻抗作為等效負載而與傳輸線的特性阻抗相等,從而實現傳輸線上|Γ|=0。阻抗變換器的作用實質上是人為地產生一種反射波,使之與實際負載的反射波相抵消。在實際問題中,還需要考慮傳輸線輸入端與信號源之間的阻抗匹配。

高頻饋電系統中的阻抗匹配十分重要,阻抗失配會使輸送到負載的功率降低;傳輸大功率時易導致擊穿;且由于輸入阻抗的電抗分量隨位置而改變,對信號源有頻率牽引作用。

應用傳輸線不僅用于傳送電能和電信號,還可以構成電抗性的諧振元件。例如,長度小于1/4波長的終端短路或開路的傳輸線,其輸入阻抗是感抗或容抗；長度可變的短路線可用作調配元件（短截線匹配器）。又如長度為1／4波長的短路線或開路線分別等效于并聯或串聯諧振電路,稱為諧振線；其中1/4波長短路線的輸入阻抗為無窮大,可用作金屬絕緣支撐等。此外,還可利用分布參數傳輸線的延時特性制成仿真線等電路元件。