Από πολλές απόψεις, η διαφορά μεταξύ ψηφιακού και αναλογικού είναι η διαφορά μεταξύ της περιγραφής μιας σκηνής και της λήψης μιας φωτογραφίας. Η αναλογική τεχνολογία περιστρέφεται γύρω από τη δημιουργία αντιγράφων μοτίβων κυμάτων και στη συνέχεια την αναπαραγωγή τους ως έξοδο. Η ψηφιακή τεχνολογία βασίζεται στη λήψη σημάτων κυμάτων και στη μετάφρασή τους σε ψηφιακή μορφή. Κατά την αναπαραγωγή, ένα ψηφιακό σήμα χρησιμοποιεί τα καταγεγραμμένα δεδομένα του για να αναπαράγει το αρχικό κύμα.
Προκειμένου να κατανοήσουμε την πραγματική διαφορά μεταξύ αναλογικής και ψηφιακής, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε λίγα περισσότερα για την τεχνολογία. Το πρώτο αληθινό ηλεκτρικό ψηφιακό σήμα χρησιμοποιήθηκε σε τηλεγραφικές γραμμές, αλλά η τεχνολογία δεν εισήχθη στην επικρατούσα τάση μέχρι τα μέσα του 20ου αιώνα. Τα αναλογικά σήματα, από την άλλη πλευρά, υπάρχουν εδώ και εκατοντάδες χρόνια, αλλά οι πρώτες μορφές ήταν πολύ στοιχειώδεις ή αδύνατο να αναπαραχθούν. Η αναλογική έγινε mainstream στα τέλη του 1800 με την εφεύρεση του φωνογράφου και της κινηματογραφικής ταινίας.
Τα αναλογικά σήματα είναι αντίγραφα άλλων σημάτων. Αυτά τα αντίγραφα γίνονται με τη μέτρηση των κραδασμών των κυμάτων με συσκευή εγγραφής. Αυτά τα κύματα καταγράφονται σε ξεχωριστό ανάλογο κύμα, όπως άλση, όπως σε δίσκο, ή ηλεκτρικούς παλμούς, όπως εκείνους σε κασέτα. Όταν αυτά τα κύματα αναπαράγονται ξανά, το ανάλογο κύμα μεταφέρεται ξανά σε οπτικά ή ακουστικά κύματα.
Τα ψηφιακά σήματα λαμβάνουν τις ίδιες δονήσεις κυμάτων και τις μετατρέπουν σε δυαδικό κώδικα. Ο κώδικας περιέχει δεδομένα που περιγράφουν τη μορφή του αρχικού κύματος. Αυτός ο δυαδικός κώδικας μπορεί να αποθηκευτεί όπως όλα τα άλλα δεδομένα υπολογιστή. Όταν ο κώδικας αναπαράγεται ξανά, ο δυαδικός κώδικας χρησιμοποιείται ως πρότυπο για τη δημιουργία ενός νέου κύματος.
Σε ένα τέλειο περιβάλλον – ένα περιβάλλον που δεν έχει παρεμβολές θορύβου και απεριόριστη αποθήκευση – οι τύποι σήματος θα είναι σχεδόν πανομοιότυποι μεταξύ τους και με το αρχικό σήμα. Περιβάλλοντα όπως αυτό πραγματικά δεν υπάρχουν, επομένως οι υποβαθμίσεις του σήματος μεταξύ των δύο τύπων είναι συχνές. Μια βασική διαφορά μεταξύ ψηφιακού και αναλογικού είναι ο τρόπος με τον οποίο τα σήματα λαμβάνουν παρεμβολές και θόρυβο περιβάλλοντος.
Σε ένα τυπικό περιβάλλον, η διαφορά μεταξύ ψηφιακών και αναλογικών εγγραφών είναι ευκολότερο να ακουστεί. Ενώ τα αναλογικά σήματα είναι γενικά πιο κοντά στον αρχικό ήχο, συχνά αποτυπώνονται επίσης τεχνουργήματα και θόρυβος φόντου. Αυτό προκαλεί σφύριγμα και σκάει κατά την ακρόαση της αναπαραγωγής. Τα ψηφιακά σήματα έχουν καθαρότερο ήχο, αλλά συχνά χάνουν ορισμένα από τα ιδιαίτερα υψηλά και χαμηλά σήματα που είναι κοινά στις ανθρωπογενείς ηχογραφήσεις. Η συσκευή εγγραφής συχνά απλώς αγνοεί αυτά τα σήματα ως τρόπο εξοικονόμησης χώρου στην εγγραφή.
Η τελευταία κύρια διαφορά μεταξύ ψηφιακού και αναλογικού σήματος είναι το περιεχόμενο δεδομένων. Ένα αναλογικό σήμα είναι μια πυκνή συλλογή κυμάτων ήχου και εικόνας. Αυτά τα κύματα περιέχουν πολλές πληροφορίες, αλλά τίποτα έξω από τα αρχικά κύματα. Το ψηφιακό σήμα μπορεί να περιέχει οποιονδήποτε τύπο δεδομένων που είναι δυνατό να συμπιεστεί σε πληροφορίες υπολογιστή. Αυτές οι πρόσθετες πληροφορίες μπορεί κυριολεκτικά να είναι οτιδήποτε, από πληροφορίες που σχετίζονται με το σήμα έως εντελώς άσχετα δεδομένα.