La performance d'un réseau de transport en commun dépend directement des caractéristiques des zones à desservir.
Plus l'habitat est dense et concentré, meilleures sont les capacités offertes et les fréquences proposées.
A l'inverse, plus l'habitat est peu dense et étalé (comme en périphérie de ville) plus il est difficile de mettre en place un réseau de transport répondant à la demande réelle.
Face au développement des zones d'habitation périurbaines et des grandes zones d'activités industrielles ou tertiaires les réseaux de transport public s'adaptent et développent des services de transport à la demande (TAD).

Tantôt appelé Appel Bus, Pti'bus, Allo'Bus ou encore Taxi Bus, ces systèmes fonctionnent presque tous sur le même principe. L'usager déclenche le passage du véhicule à partir d'un appel téléphonique ou via une réservation par internet.
Initialement, les usagers de ces lignes étaient le plus souvent des personnes âgées qui n'ont plus de moyen de transport autonome. Le développement des services et leur digitalisation augmente leur intérêt pour les actifs.

Les services de transport à la demande complètent l'offre régulière de transport en commun. Les véhicules sont souvent de petite capacité. Leur conduite demande alors uniquement le permis B. Sur certains services, des minibus d'une capacité de 10 à 25 passagers peuvent être utilisés. L'exploitation est parfois sous-traitée à des taxis.
L'équipement de ces véhicules est de plus en plus complet et accessible : plancher bas, girouette électronique, larges portes, et même parfois emplacement pour les personnes à mobilité réduite (PMR).

Il peut y avoir deux types de services :

•   les services préfixés : correspondent à des lignes ayant des horaires et des itinéraires préfixés répondant à des besoins précis et connus (horaires professionnels, desserte de marchés ou de centres commerciaux…). Généralement ces lignes sont en correspondance avec les lignes régulières du réseau d'autobus.
•   les services souples (ou ligne virtuelle) : correspondent à des lignes ayant des horaires et des itinéraires souples et fonctionnant uniquement à la demande.
•   dépose à la demande : au départ d'une gare ou d'un pôle d'échange, les voyageurs indiquent leur arrêt de destination au conducteur qui construit son itinéraire selon les demandes

Le trajet de ces lignes à la demande est, le plus souvent, fixe. Aux heures creuses, une ligne à la demande remplace parfois une ligne régulière, afin de maintenir une liaison.
Dans certains cas, le véhicule est présent à heures fixes (par exemple en correspondance avec le métro ou le tramway). L'itinéraire est alors construit en fonction de la destination des passagers. Le trajet retour nécessite toutefois une réservation préalable.
Certains réseaux utilisent le transport à la demande pour prendre le relais de l'offre régulière aux heures creuses, la nuit ou le week-end.

Les systèmes proposent une application mobile pour effectuer la réservation. D'autres canaux de réservations existent aussi, comme un serveur vocal téléphonique ou via un centre d'appels avec des téléopérateurs.
Le délai pour réserver un bus varie en fonction du réseau, au plus tôt c'est en général une dizaine de jours avant, au plus tard, il faut réserver de la veille au soir jusqu'à parfois seulement une demi-heure avant le départ du service.
Certains outils numériques permettent aux usagers de visualiser la position du véhicule à l'approche.

Certains services sont en correspondance avec un mode lourd (ex : tramway ou dans une gare aux heures creuses). Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de réserver dans le sens aller. Le conducteur construit son itinéraire en fonction des arrêts de descente des clients qu'il transporte.

Le plus souvent, la politique tarifaire du service à la demande est la même que celle du réseau, à savoir le prix d'un ticket par trajet.
Les véhicules peuvent être équipés d'un valideur.

Plusieurs sociétés proposent des outils pour gérer et optimiser les services de transport à la demande. Certains logiciels gèrent toute la chaîne : la réservation (par téléphone, depuis un site internet ou via une application mobile), la planification et la facturation. Des indicateurs sur l'utilisation du service peuvent être obtenus pour analyser sa performance (taux de groupage, nombre de refus, ratio passagers-kilomètres…).

Amesys (Bull) éditait le logiciel TOD (ex-optitod) qui optimise le transport à la demande en utilisant des algorithmes qui permettent de regrouper plusieurs usagers dans les véhicules et de concevoir l'itinéraire.
La société Simpliciti (ex-BST Technologies) propose le logiciel Xe Mobility (ex-Titus) de gestion des services de transport à la demande : http://www.simpliciti.fr. C'est aussi le cas de Trapeze.
L'entreprise Nocratès édite la solution Viacitis utilisée par plusieurs réseaux de transport public pour les services de TAD et de TPMR. Plusieurs offres sont proposées selon le type de service à exploiter (TAD dynamique, TAD scolaire, TAD TPMR…).

Des start-ups se sont aussi lancées sur ce marché, comme Padam Mobility. La société a été rachetée par Siemens Mobility en mai 2021. Cette société a mis en place une plateforme régionale de TAD pour le compte d'Île-de-France Mobilités.
La société américaine Via Transportation, Inc. édite un outil de gestion du transport à la demande.

Le groupe de transport Keolis dispose de sa propre solution pour le transport à la demande, c'est une fonctionnalité de la "centrale de mobilité".
Cityway, la filiale numérique de Transdev, propose sa solution Optycall aux opérateurs. Il s'agit d'une application en ligne.