Une antenne-relais de téléphonie mobile (ou station de base) est un émetteur-récepteur de signaux radioélectriques pour les communications mobiles qui convertit des signaux électriques en ondes électromagnétiques (et réciproquement).
Le terme « antenne-relais » désigne fréquemment les antennes de téléphonie mobile, car elles constituent (associées aux émetteurs) la base des réseaux cellulaires et sont très nettement le type d'antenne-relais le plus répandu.
Les premières antennes-relais apparurent en France en 1956 avec le premier système de téléphone dans des véhicules (système rudimentaire avec opératrices). Les premières antennes-relais du premier réseau mobile français sont installées en 1985, il s’agissait du système Radiocom 2000.
Jusqu'à récemment les antennes-relais implantées étaient des BTS (réseaux GSM, EDGE) (2G). Cependant, depuis le début des années 2000, les opérateurs ont implanté de nouvelles antennes plus performantes : des Node B (pour les réseaux UMTS et HSDPA) (3G) et des eNode B(pour les réseaux LTE (4G). Ces dernières, en plus de permettre la téléphonie mobile, offrent un débit plus élevé permettant notamment la connexion à Internet sur son téléphone, son smartphone, ou via une clé dite 3G.
En 2006, selon l'OMS, on comptait 1,4 million de stations de base à travers le monde1.
Les antennes-relais sont aussi appelées antennes cellulaires2 au Québec, ou par abus de langage antennes GSM.
Les antennes-relais sont connectée au cœur du réseau mobile par un faisceau hertzien, il s'agit de deux technologies radio différentes, ou par des fibres optiques.