In vielerlei Hinsicht ist der Unterschied zwischen digital und analog der Unterschied zwischen der Beschreibung einer Szene und dem Fotografieren. Bei der analogen Technologie geht es darum, Kopien von Wellenmustern zu erstellen und diese dann als Ausgabe wiederzugeben. Die digitale Technologie basiert auf der Aufnahme von Wellensignalen und deren Übersetzung in ein digitales Format. Bei der Wiedergabe verwendet ein digitales Signal seine aufgezeichneten Daten, um die Originalwelle zu replizieren.
Um den wahren Unterschied zwischen analog und digital zu verstehen, ist es wichtig, etwas mehr über die Technik zu wissen. Das erste echte elektrische Digitalsignal wurde in Telegrafenleitungen verwendet, aber die Technologie gelangte erst Mitte des 20. Jahrhunderts in den Mainstream. Analoge Signale hingegen gibt es schon seit Hunderten von Jahren, aber die frühesten Formen waren sehr rudimentär oder gar nicht reproduzierbar. Analog wurde Ende des 1800. Jahrhunderts mit der Erfindung des Phonographen und des Films zum Mainstream.
Analogsignale sind Kopien anderer Signale. Diese Kopien werden durch Messung von Wellenschwingungen mit einem Rekorder erstellt. Diese Wellen werden in einer separaten analogen Welle aufgezeichnet, beispielsweise in Grooves, wie auf einer Schallplatte, oder in elektrischen Impulsen, wie beispielsweise auf einem Kassettenband. Wenn diese Wellen wiedergegeben werden, wird die analoge Welle wieder in visuelle oder auditive Wellen umgewandelt.
Digitale Signale nehmen dieselben Wellenschwingungen auf und wandeln sie in Binärcode um. Der Code enthält Daten, die die Form der ursprünglichen Welle beschreiben. Dieser Binärcode kann wie alle anderen Computerdaten gespeichert werden. Wenn der Code wiedergegeben wird, wird der Binärcode als Vorlage verwendet, um eine neue Welle zu erstellen.
In einer perfekten Umgebung – einer Umgebung ohne Rauschinterferenzen und unbegrenztem Speicherplatz – sind die Signaltypen nahezu identisch miteinander und mit dem Originalsignal. Umgebungen wie diese existieren wirklich nicht, daher sind Signalverschlechterungen zwischen beiden Typen üblich. Ein grundlegender Unterschied zwischen digital und analog ist die Art und Weise, wie die Signale Interferenzen und Hintergrundrauschen aufnehmen.
In einer typischen Umgebung ist der Unterschied zwischen digitalen und analogen Aufnahmen leichter zu hören. Während analoge Signale im Allgemeinen näher am Originalton sind, werden oft auch Artefakte und Hintergrundgeräusche eingeprägt. Dies verursacht Zischen und Knacken beim Anhören der Wiedergabe. Digitale Signale haben einen saubereren Klang, verlieren aber oft einige der besonders hohen und tiefen Signale, die bei von Menschen gemachten Aufnahmen üblich sind. Das Aufnahmegerät ignoriert diese Signale oft einfach, um Platz bei der Aufnahme zu sparen.
Der letzte Hauptunterschied zwischen digitalen und analogen Signalen ist der Dateninhalt. Ein analoges Signal ist eine dichte Ansammlung von Ton- und Bildwellen. Diese Wellen enthalten viele Informationen, aber nichts außerhalb der ursprünglichen Wellen. Das digitale Signal kann jede Art von Daten enthalten, die in Computerinformationen komprimiert werden können. Diese zusätzlichen Informationen können buchstäblich alles sein, von Informationen bezüglich des Signals bis hin zu völlig unabhängigen Daten.