De ontvanger is net als bij elk ander radiosysteem het ingewikkelder onderdeel. Bij radiosystemen en uiteraard ook bij OFDM zijn er twee bijzondere punten waar een ontvanger op moet letten: tijd/fase- en frequentiesynchronisatie. Beide zijn cruciaal voor de prestaties van de ontvanger. Een ontvanger krijgt zijn input van de antenne (of antennes) en de aangesloten ruisarme versterker.
Een banddoorgang onderdrukt signalen buiten het spectrum. De demodulator converteert het signaal terug naar de basisband en herstelt daarmee het complex gewaardeerde datasignaal. Bij deze stap hebben we de tijddomeinrepresentatie van het signaal. Het tijdsignaal wordt nu aan de “De-rotator” gegeven, die op elke tijdsample een fase-offset toepast om frequentieafwijkingen en globale fase-offsets te compenseren. Een speciale eenheid in de ontvanger is verantwoordelijk voor het bepalen en volgen van de frequentie- en faseafwijkingen en het berekenen van de bijbehorende correctiewaarde voor elk monster.
Dit is een vrij kritische taak, omdat hier gemaakte fouten als extra (intrinsieke) ruis van toepassing zijn op alle datasymbolen. De frequentie- en tijdsynchronisatie-eenheid gebruikt doorgaans als invoer de autocorrelatie van de invoertijdreeks (in het bijzonder het cyclische voorvoegsel) en het referentie- (of pilot-) symbool, verweven met de gegevens op vooraf gedefinieerde posities. Het gecorrigeerde signaal wordt nu ingevoerd in de Fast Fourier Transform (FFT), die een snel en efficiënt algoritme implementeert voor de discrete Fourier-transformatie om het signaal terug te brengen in de representatie van het frequentiedomein.
Met andere woorden, de FFT decodeert de complexe waardevolle datasymbolen voor elke subdraaggolf. Voordat de FFT wordt toegepast, moet uiteraard het cyclische voorvoegsel worden verwijderd. De herstelde subdraaggolfdatasymbolen zijn nog niet bruikbaar, omdat er nog steeds vervorming kan optreden als gevolg van fase-offsets en van de kanaalvoortplanting (meerpadvoortplanting) daarop. De volgende stap is dus het corrigeren van de gegevens volgens de bekende kanaalreactie.
De kanaalschatting maakt gebruik van de piloot- en referentiesignalen die op vooraf gedefinieerde posities worden verweven met de normale gegevens om de kanaalstatusinformatie te schatten en permanent te corrigeren. Het mooie van de representatie van het frequentiedomein is dat een vervorming die voortkomt uit kanaalvoortplanting en tijdsverschuiving in eerste orde eenvoudige correctiefactoren zijn voor elke hulpdraaggolf, zodat hier geen complexe filtering nodig is.
Nadat we onze datasymbolen voor elke subdraaggolf hebben gecorrigeerd, kan de symbooldemapping plaatsvinden. Hier herstellen we de originele bitreeks als hard besliste bits of als zacht besliste bits. (Zachte bits hebben enkele voordelen bij de verdere verwerking, namelijk bij de kanaaldecodering.)