在数字电路中，器件与器件之间传送的输入输出电压，我们称之为信号。在数字电路中，信号电平必须是两种电平值中的一种，要么是Vdd，要么是GND。所以，数字电路中信号表示的所有数据都可以是两种状态中的一种。同时，所有的数据操作都会以二-状态数据输入来产生二-状态的数据输出。使用二-状态数据的系统就是众所周知的二进制系统，那么二-状态信号就二进制信号。数字电路中电平集合{Vdd,GND}定义的实际信号值可以被抽象的表示为数字符号{1，0}。“1”表示Vdd，“0”表示GND。由于数字系统只能表示二进制数据，并且我们也给定了数字符号“0”和“1”的实际状态和意义，那么我们就可以用二进制码来表示数据。数字电路中的一次信号节拍可以传送一个二进制比特（缩写为bit）的信息；而一组信号节拍可以传送一组二进制比特，这样就可以定义一组二进制数。在数字系统中采用比特来表示数据就可以很容易的用已有的逻辑和数字技术来学习数字电路。比如，与逻辑就可以在逻辑上描述为：当所有的输入都为“真”时，输出也为真（如：当输入A、B、C都为真时，输出Y也为真）。如果我们将符号“1”定义为“真”，那么当所有输入为“1”时，与逻辑也会产生“1”。我们可以用真值表来简单的表示，用“1”表示Vdd，“0”表示GND。那么与逻辑真值表就可以定义出一个逻辑电路，在这个电路中，一旦所有输入都为“1”，输出也会变为“1”。
一组独立的数字信号可以看作是一组有逻辑关系的信号，并且可以用之来定义不同的数据单元。类似这样有逻辑关系的一组信号，我们称之为总线。由于总线中的每一个信号都可以传送“1”和“0”信息，那么总线就可以传送二进制数据。比如，一个4-比特总线就可以用来表示4-比特二进制数据，那么总线就可以用二进制数来表示从0到15的十进制数（从0000到1111）。
与数字电路相比，模拟电路信号的电平不是离散的两个电平值，而是Vdd和GND之间的一个连续值。很多输入设备，尤其是那些使用了传感器的设备（比如麦克风、照相机、温度计、压力传感器、动态检测计等）在它们的输出端就会产生模拟电压。在现代电子设备中，通常在处理这些信息之前，要将模拟信号转变为数字信号。比如，一台数字化声音记录器就会使用模拟麦克风电路来将声音信号转化电压信号。有一种特殊的电路称为模拟-数字转换器，即ADC。它将模拟电压转化为离散的二进制码，从而可以在数字电路的总线上表示。ADC的功能是先将输入的模拟信号采样，检波并量化其输入信号的电压值（通常以GND为参考平面），并且根据其量化得到的值输出相应的二进制信号。一旦模拟信号转化为了二进制信号，总线就可以传送该数字信号了。类似的，使用数字-模拟转换器DAC，数字信号也可以重构为模拟信号。因此，由二进制数据表示的声音样本也可以转化为模拟信号，比如数字喇叭发声等。
模拟信号对噪声是很敏感的，而且也会随着时间和距离的增加而衰减，但是数字信号对噪声是不敏感的而且衰减也很少。这是因为数字信号分别有两个宽范围的电压带来表示“0”和“1”，任何带宽内的电压都是被认为是有效的。在图中所示，数字信号中有大量的百十毫伏级的噪声，但仍能够忽略噪声并准确的确定出0和1。如果相同数量的信号噪声存在于模拟信号中，电路中的信号就会失真。正是因为数字信号的健壮性以及数字电子器件的方便性，世界电子工业正掀起一股“数字化”浪潮。
