Przykładowo naciśnięcie „3” powoduje wytworzenie tonu, którego składowe mają częstotliwości 697 Hz i 1477 Hz. Taki ton jest następnie przesyłany drogą transmisji głosu do urządzenia w centrali, gdzie następuje jego dekodowanie. Do rozpoznawania, który klawisz został wciśnięty, używa się algorytmu Goertzela obliczającego 8 punktów z 205-punktowej dyskretnej transformaty Fouriera przy częstotliwości próbkowania 8 kHz.
Tonów DTMF używa się głównie do: wybierania numeru zdalnego sterowania lub programowania urządzeń podłączonych do linii telefonicznej, na przykład sekretarek automatycznych, telefaksów, poczt głosowych nawigacji po wyczytywanych przez lektora menu.
W starszych urządzeniach zamiast wybierania tonowego używało się wybierania impulsowego (dekadowego). Wybieranie tonowe jest jednak wielokrotnie szybsze i bardziej funkcjonalne, co przesądziło ostatecznie o całkowitym wyparciu metody impulsowej.
System TouchTone® wprowadził również ustandaryzowany układ klawiatury telefonu, obecny teraz w prawie każdym nowoczesnym aparacie telefonicznym. Układ ten został wybrany spośród 18 testowanych propozycji.