SEM (Marketing em Motores de Busca) é um termo abrangente que engloba tudo relacionado ao marketing em motores de busca, como PPC, anúncios e buscas pagas.

SEO (Otimização para Motores de Busca) é o processo de melhorar a posição de um site nos resultados de busca através de várias técnicas, como construção de um perfil de backlinks, uso de palavras-chave de nicho e otimização de diversos componentes do site. SEO é um subconjunto do SEM.

Tudo o que você deve saber sobre ambos os termos está coberto no post do blog "SEO vs. SEM: Qual é a Diferença e Por Que Você Deve se Importar?"