MIMO, além de ser classe representativa das Antenas Inteligentes, tem suas próprias subdivisões, variações quanto à forma de fucionamento. As 3 categorias principais são:

1. Transmissão por Diversidade de Espaço-Tempo ("Space Time Transmit Diversity" - STTD) - essa especialização de MIMO codifica uma certa quantidade de dados e envia esses dados simultaneamente por diferentes antenas. O fato de enviar a mesma quantidade de dados por diferentes fontes ao mesmo tempo aumenta a força total do sinal enviado. Esse envio massivo do sinal por mais de uma fonte pode apresentar como consequência um aumento do ruído percebido na transmissão.
2. Multiplexação Espacial ("Spatial Multiplexing" - SM) - esta é a forma mais utilizada pela tecnologia MIMO. É aquela aplicada no padrão 802.11n. Aqui os sinais são enviados em vários feixes, que exploram o ambiente para alcançar o destino (a base receptora). Esse recurso é utilizado considerando as mudanças de direção do sinal quando este colide e desvia nos vários obstáculos que podem existir no caminho entre o emissor e o receptor. As mudanças de percurso podem gerar atrasos em partes do sinal, que são compensados por algoritmos sofisticados utilizados nas antenas receptoras, que fazem os cálculos baseando-se na reflexão sofrida pelo sinal ao longo do seu percurso. A base possui filtros que são capazes de recuperar o sinal original após a chegada e o tratamento de todos os feixes enviados pela fonte.
3. Uplink Collaborative MIMO Link - nesse modelo a rede instruirá dois aparelhos móveis diferentes a transmitirem seus sinais simultaneamente, porém utilizando caminhos independentes entre si. A transmissão desses sinais é feita na mesma frequência. No entanto, uma estação receptora MIMO será capaz de capturar os sinais isoladamente, desde que o maior fluxo de energia de cada sinal atinja a base por direções diferentes. Esse efeito cria um canal MIMO constituído não apenas por sensores de uma mesma base transmissora, mas formado por mais de um aparelho emissor. Assim, o canal de transmissão é ampliado.