波形有很多種定義，比如時域波形或者頻域波形。對於示波器來說，大多數時候測量的是電壓隨時間的變化，也就是時域波形。因此，示波器可以分析被測點的電壓變化，因而被廣泛應用於各種電子行業和領域。
壹般我們行業對示波器的分類都只是基於模擬示波器和數字示波器。有些廠商為了突出其示波器的某種功能，可能會給它們起其他的名字，比如數字熒光示波器。但它的本質原理還是逃不出這兩類示波器。
模擬示波器屬於早期的示波器，主要以陰極射線管(也叫顯像管，在早期的電視機和顯示器中廣泛使用)為主。陰極射線管發射的電子束經過水平偏轉和垂直偏轉系統，打在熒光屏上的熒光物質上顯示波形。
但是，到現在為止，模擬示波器剩下的優勢似乎只有價格了。它沒有存儲數據和分析波形的能力，觸發功能有限，捕捉單壹和偶發信號的能力也較差。而且由於它內部使用了大量的模擬器件，這些器件會隨著時間和溫度的變化而變化，所以它的性能是不穩定的。模擬示波器在現代電子測量中幾乎已經被淘汰，所以今天我們主要說壹下數字示波器。
由於顯示技術的限制，早期的數字示波器仍然使用模擬示波器上的CRT(陰極射線管)顯示屏。數字示波器和模擬示波器最大的區別是輸入信號不是直接打在顯示屏上，而是由ADC(模數轉換器)采樣數字化並存儲在緩存中，然後由信號處理電路讀出數據。
因為早期的數字示波器是用CRT顯示的，所以需要通過DAC數模轉換器將數字量轉換成模擬量，顯示在CRT顯示屏上。現代的數字示波器大多不再使用CRT顯示屏，而是使用LCD顯示屏，不僅尺寸縮小了很多，而且提供了更方便的觸摸功能，也不再需要將數字采樣點轉換成模擬信號。由於兩者在功能結構上沒有本質區別，所以業內壹般沒有CRT示波器和LCD示波器之分。
數字示波器常被稱為數字存儲示波器，因為數字示波器的壹個重要部分就是存儲ADC采集的數據。通過邁科信STO1104C智能示波器主板，直觀了解現代數字示波器采集數據的主要過程:
(1)信號被探頭衰減成適當的比例，送到示波器前端。示波器能測量多少電壓壹般取決於探頭，探頭可以把幾萬伏的電壓信號通過衰減變成幾十伏。
(2)信號通過耦合電路到達前端衰減器和放大器，示波器軟件的特點是調整垂直檔位，使波形盡可能占據整個屏幕，從而提高垂直精度，使測量更精確。前端部分很大程度上決定了示波器的第壹個指標:帶寬。
③③ARM處理器控制FPGA調整ADC模數轉換器的采樣率，示波器軟件的特點是調整時基。因為存儲深度是固定的，所以采樣率=存儲深度÷波形記錄時間，通常通過改變采樣率來改變時基設置。因此，廠商標註的采樣率往往在特定的時基設置下是有效的，而在大時基下，受存儲深度的影響，采樣率不得不降低。ADC模數轉換器和RAM高速存儲器影響示波器的另外兩個指標:采樣率和存儲深度。
④接下來FPGA驅動ADC同步采樣，ADC將采集到的數據二值化後寫入緩存。內存緩存是存儲深度。壹般來說，內存的大小是示波器標示存儲深度的4倍。由於FPGA無法控制示波器的觸發，所以采集的信號必須先有兩倍於標記存儲深度的深度，然後根據觸發過濾壹段波形，示波器才能看到觸發位置之前的波形。因為示波器不能停止采集篩選前采集的波形，否則波形捕獲率會太低，所以同時需要繼續采集相同長度的采樣點，以此類推，這樣就要四次。
⑤存儲器收到觸發指令後，將數據交給ARM處理器處理。
⑥⑥ARM處理器對數據進行處理，並通過顯示界面輸出到顯示屏顯示給用戶。通過計算，示波器還可以模仿類似模擬示波器的多級亮度顯示，以及數字示波器特有的色溫顯示效果和余輝顯示效果。
⑦示波器處理完數據後，可以將當前波形圖像或數據保存到存儲器中。需要註意的是，這裏的存儲完全不同於存儲深度的高速存儲。大部分示波器使用u盤、SD卡、電腦等外部存儲器。現在壹些現代示波器會內置大存儲，可以直接存儲在示波器裏。
在這個過程中，234個都是並行處理的。
由於數字示波器處理速度的限制，無法保證被測信號的波形能夠實時連續地顯示在屏幕上，兩個顯示波形之間會有波形數據丟失，也就是所謂的死區時間，這是數字示波器相比模擬示波器最大的缺點。但是隨著示波器運算能力的增強，波形捕獲率的上升，這個缺點正在慢慢被彌補。