En digital signal är ett sätt att överföra data som omvandlar data till diskreta värden, vanligtvis baserat på den binära koden som datorsystem arbetar med, som består av informationspaket kodade som strängar av ettor och nollor. Att använda digital signalering möjliggör en exakt och nästan identisk kopiering av vissa typer av information som siffror, bokstäver eller de individuella pixelfärgerna som bildar bildar, och denna information kan lagras utan långvarig försämring av dess kvalitet. Där digital signalomvandling sker från vad som ursprungligen är en analog signal, till exempel med musik eller andra naturliga vågformer, är slutresultatet endast en approximation av den ursprungliga analoga signalen och viss kvalitet i digitalt format kan gå förlorad.
Medan analoga signaler är baserade på naturliga processer som använder de elektromagnetiska vågformer genom vilka elektricitet och ljus sänds, kräver digital signalbehandling en digital signalomvandlare. En modulator-demodulator (modem) är en sådan anordning. Den tar emot analoga signaler antingen från luftvågssändningar eller telefonlinjer och omvandlar dem till digitala signaler som en dator eller modern digital-TV kan visa som användbar information.
Analog signalöverföring har varit en vanlig form av överföring inom teknik sedan 1800-talet, men från och med 2007 uppskattar man att över 94 % av lagrad och överförd information har blivit digital över hela världen. Detta är en ökning från endast 3 % för digital lagring 1993, och skälen för att byta till digitala signalöverföringar är ofta en av kapacitet och brus. Analoga signaler kan endast sändas inom ett definierat intervall för våglängder, och när signalen når utanför detta intervall eller störs av andra analoga signaler längs liknande våglängder, kan distorsion och brus försämra värdet på signalen.
Eftersom digitala signaler är baserade på en diskret på/av-överföringsprincip har de mycket mindre känslighet för korruption över långa avstånd. En digital signal kan också delas upp i separata informationspaket som kallas datorbytes och skickas individuellt till en destination där de sätts ihop igen. Detta möjliggör ett mycket mer effektivt sätt att överföra data längs randomiserade nätverk som Internet, och det ökar också hastigheten på dataöverföringen överallt.
En av de största nackdelarna med en digital TV-signal eller digital kabelsignal, till exempel, är att det är en artificiell återgivning av originaldata, medan en analog signal börjar som en exakt kopia av originalet. Eftersom en digital signal översätts av flera enheter, kodas som analog och avkodas som digital, och återmonteras vid slutpunkten, kan kvaliteten i återgivningen gå förlorad. Detta beror på det faktum att digitala signaler ofta är kopior av kopior av kopior, och i processen måste approximationer göras av teknik för att replikera vad den ursprungliga signalen var. Trådlösa digitala sändningar kan också skadas av annan trådlös aktivitet i området eller radiosignaler som stör dem, även om detta tenderar att vara ett mindre problem än signalkorruption i analoga sändningar.