El procesamiento digital de señal mediante un DSP, ordenador, etc., requiere previamente la conversión de la señal acústica a eléctrica mediante un micrófono, y la conversión de la señal analógica resultante a señal digital. Por otra parte, para restaurar o generar señal audible a partir de un sistema digital, será necesaria la conversión digital a analógica, su amplificación, y su radiación mediante un altavoz.

Para realizar la conversión de analógico a digital es necesario realizar un muestreo o dicretización de los valores de señal cada cierto intervalo de tiempo, denominado periodo de muestreo Tm, cuyo inverso es la frecuencia de muestreo fm. En este punto hay que tener en cuenta que el teorema de Nyquist establece que, para evitar fenómenos de aliasing en señales de paso bajo, es necesario muestrear como mínimo al doble del ancho de banda de la señal. Esto supone incorporar antes del muestreador un filtro de paso bajo antialiasing que limite el ancho de banda de la señal analógica, y elimine el ruido presente más allá del ancho de banda de la señal útil.

Una vez realizada la discretización en el tiempo, es necesario discretizar los valores de amplitud mediante un convertidor analógico-digital, que deberá ser de un número suficientemente elevado de bits. Por ejemplo, en telefonía digital se utilizan 8 bits, en audio con calidad de compact disc 16 bits, para mezclas digitales de CD 20 bits, etc. La secuencia de muestras resultante recibe el nombre de muestras PCM.

Las siguientes figuras muestran los pasos explicados anteriormente: