MIMO系統可以根據不同的系統條件、變化的無線環境，采用各種不同的工作模式。協議中定義了以下七種MIMO的工作模式：
Mode 1：單天線工作模式
傳統無線制式的天線工作模式。
Mode 2：開環發射分集
利用復數共軛的數學方法，在多根天線上形成了彼此正交的空間信道，發送相同的數據流，提高傳輸可靠性。
Mode 3：開環空間復用
在不同的天線上人為制造“多徑效應”，一個天線正常發射，其他天線上引入相位偏移環節。多個天線的發射關系構成復矩陣，并行地發射不同的數據流。這個復矩陣在發射端隨機選擇，不依賴于接收端的反饋結果，就是開環（Open Loop）空間復用。
Mode 4：閉環空間復用
發射端在并行發射多個數據流的時候，根據反饋的信道估計的結果，選擇制造“多徑效應”的復矩陣，就是閉環（Close Loop）空間復用。
Mode 5：MU-MIMO
并行傳輸的多個數據流是由多個UE組合實現的，就是多用戶空間復用，即MU-MIMO（Multi User MIMO）。
Mode 6：Rank=1的閉環發射分集
作為閉環空間復用的一個特例，只傳輸一個數據流，也就是說，空間信道的秩Rank=1。這種工作模式起到的是提高傳輸可靠性的作用，實際上是一種發射分集的方式。
Mode 7：波束賦型（Beamforming）
多個天線協同工作時，根據基站和UE的信道條件，實時計算不同的相位偏移方案，利用天線之間的相位干涉疊加原理，形成指向特定UE的波束。