Biên mã kí tự
Mô hình biên mã Unicode

Unicode và các tiêu chuẩn song hành của nó, Tập Kí tự Toàn Cầu (Universal Character Set) ISO/IEC 10646, cùng tạo nên một biên mã kí tự hiện đại và thống nhất. Thay vì ánh xạ các kí tự trực tiếp thành các octet, chúng lại định nghĩa riêng biệt những kí tự nào có sẵn, số tự nhiên tương ứng (điểm mã), cách những con số kia được biên mã thành một loạt các số tự nhiên với kích cỡ cố định (đơn vị mã) và cuối cùng là cách các đơn vị trên được biên mã dưới dạng một luồng các octet. Mục đích của việc phân tách này là để thiết lập nên một tập hợp phổ quát các kí tự có thể được biên mã theo nhiều cách khác nhau. Việc biểu diễn mô hình này một cách đúng đắn đòi hỏi các thuật ngữ chính xác và cụ thể hơn "tập kí tự" và "biên mã kí tự". Các thuật ngữ được sử dụng trong mô hình hiện đại như sau:
Một danh mục kí tự là một tập hợp đầy đủ các kí tự trừu tượng mà một hệ thống hỗ trợ. Danh mục có thể được coi là đóng, tức là không được phép thêm bớt nếu chưa tạo ra một tiêu chuẩn mới (như là trường hợp của ASCII và phần lớn các chuẩn ISO-8859), hoặc nó có thể được coi là mở, tức là cho phép thêm bớt (như trường hợp của Unicode và ở một mức độ nào đó là các trang mã Windows). Các kí tự trong một danh mục cụ thể phản ánh các quyết định được đưa ra về các chia các hệ chữ viết thành các đơn vị thông tin cơ bạn. Các biến thể cơ bản của bảng chữ cái Latinh, Hy Lạp và Kirin có thể được tách ra thành các chữ cái, chữ số, dấu câu và một số kí tự đặc biệt chẳng hạn như dấu cách; tất cả chúng đều có thể được sắp xếp thành các chuỗi thẳng hàng đơn giản và được hiển thị theo cùng thứ tự đọc. Nhưng kể cả với những bảng chữ cái trên thì các dấu phụ vẫn gây ra sự phức tạp: chúng có thể được xem như một phần của một kí tự chứa một chữ cái và dấu phụ (được gọi là kí tự dựng sẵn), hoặc là các kí tự khác nhau. Cách thứ nhất cho phép một hệ thống xử lí hệ thống văn bản đơn giản hơn nhiều nhưng cách thứ hai sẽ cho phép việc sử dụng bất kì tổ hợp chữ cái – dấu phụ nào trong văn bản. Chữ ghép cũng gây ra vấn đề tương tự. Các hệ chữ viết khác, chẳng hạn như Ả Rập và Do Thái, được biễu diễn bằng một danh mục kí tự phức tạp hơn để phù hợp với những như văn bản song hướng và các con chữ được nối với nhau theo những cách khác nhau trong những tình huống khác nhau.
Một tập kí tự được mã hoá (coded character set hay CCS) là một hàm ánh xạ các kí tự sang các điểm mã (mỗi điểm mã đại diện cho một kí tự). Ví dụ, trong một danh mục cụ thể, chữ cái "A" hoa trong bảng chữ cái Latinh có thể được biểu diễn bằng điểm mã 65, kí tự "B" là 66, vân vân. Nhiều tập kí tự được mã hoá có thể dùng chung một danh mục; ví dụ ISO/IEC 8859-1,các trang mã 037 và 500 của IBM đều cùng bao phủ cùng một danh mục nhưng lại ánh xạ chúng sang các điểm mã khác nhau.
Một dạng biên mã kí tự (character encoding form hay CEF) là một ánh xạ từ các điểm mã tới các đơn vị mã nhằm tạo điều kiện lưu trữ trong một hệ thống biểu diễn các số dưới dạng các chuỗi bit với độ dài cố định (bất kì hệ thống máy tính nào trên thực tế), Ví dụ, một hệ thống lưu trữ thông tin số học bằng các đơn vị 16 bit chỉ có thể biểu diễn một cách trực tiếp các điểm mã từ 0 đến 65535 trong mỗi đơn vị, còn những điểm mã lớn hơn (chẳng hạn từ 65536 đến 1.4 triệu) có thể được biểu diễn bằng nhiều đơn vị 16 bit. Sự tương ứng này là do CEF định nghĩa.
Tiếp theo, một sơ đồ biên mã kí tự (character encoding scheme hay CES) là một ánh xạ từ các điểm mã tới một chuỗi các octet nhằm tạo điều kiện lưu trữ trên những hệ thống tệp dựa trên octet hoặc truyền phát qua một mạng dựa trên octet. Một số sơ đồ biên mã kí tự đơn giản gồm có UTF-8, UTF-16BE, UTF-32BE, UTF-16LE or UTF-32LE; các sơ đồ biên mã kí tự phức hợp, chẳng hạn như UTF-16, UTF-32 và ISO/IEC 2022, chuyển qua lại giữa một số sơ đồ đơn giản bằng cách sử dụng các dấu thứ tự byte (BOM) hoặc chuỗi thoát; các sơ đồ nén thì cố gắng giảm bớt số byte sử dụng mỗi đơn vị mã (ví dụ như SCSU, BOCU, và Punycode).
Mặc dù UTF-32BE là một sơ đồ biên mã đơn giản hơn, phần lớn hệ thống làm việc với Unicode thường sử dụng UTF-8 – tương thích ngược với ASCII độ dài cố định và ánh xạ các điểm mã Unicode tới các chuỗi octet với độ dài biến thiên, hoặc UTF-16BE – tương thích ngược với UCS-2BE độ dài cố định và ánh xạ các điểm mã Unicode tới các chuỗi từ 16 bit với độ dài biến thiên. Xem bài so sánh các biên mã Unicode để biết thêm chi tiết.
Cuối cùng là những giao thức cấp cao cung cấp thông tin bổ sung để lựa chọn một biến thể kí tự Unicode nhất định, đặc biệt khi có các biến thể khu vực khác nhau mà trong Unicode lại là cùng một kí tự. Một ví dụ là thuộc tính xml:lang trong XML.
Mô hình Unicode sử dụng thuật ngữ ánh xạ kí tự đối với các hệ thống cũ gán trực tiếp một chuỗi kí tự thành một chuỗi byte, bao phủ tất cả các lớp CCS, CEF và CES.