SEM significa Search Engine Marketing (mercadotecnia en buscadores web).
Su significado en sentido estricto hace referencia a cualquier acción de marketing enfocada a subir posiciones o destacar en los buscadores, pero en la práctica se usa el término SEM, en contraposición al término SEO, para hacer referencia a acciones de pago (campañas de anuncios) en buscadores.
Aunque existen muchos buscadores (Bing, Yahoo…) y sus correspondientes sistemas de patrocinio de anuncios (Bing Ads, Yahoo! Search Marketing…), el término SEM casi siempre hace referencia a Google Adwords, especialmente en España donde Google representa la casi totalidad de las búsquedas orgánicas.
Puedes ampliar información en este artículo sobre la relación entre SEO y SEM.