Mikä tahansa tietoväline, joka voi tehokkaasti edustaa jatkuvaa datatilaa, voi toimia analogisen tietokoneen perustana. Varhaisimmat esimerkit analogisista tietokoneista olivat mekaaniset tietokoneet, jotka käyttävät liikkuvia osia ja vaihteita. Hydrauliset tietokoneet ja sähkötietokoneet kehitettiin myöhemmin. Viime vuosina analogisia laskentaperiaatteita on mallinnettu optisilla tietokoneilla, ja ne ovat muodostaneet perustan joillekin kvanttilaskennan uusille toteutuksille.
Analoginen tietokone käyttää jotakin tietovälinettä erillisten muuttujien tilojen esittämiseen. Toisin kuin digitaaliset tietokoneet, jotka muuttavat muuttujat numerosarjoiksi, analogiset tietokoneet toimivat suoraan muuttujien kanssa. Ne muuttavat ja suorittavat muuttujien toimintoja käyttämällä mekaanisia, sähköisiä tai muita prosesseja muuttaakseen suoraan muuttujaa edustavan median tilaa.
Mekaanisilla analogisilla tietokoneilla on muinainen historia. Antikythera -mekanismi, Ptolemaic Egyptin tuote, mallinneli taivaalla näkyvien esineiden liikkeitä käyttämällä monimutkaista vaihteistosarjaa. Orreries toimi samankaltaisena tehtävänä varhaismodernina. Paljon kehittyneempiä mekaanisia analogisia tietokoneita käytettiin ensimmäisen ja toisen maailmansodan aikana datan koodaamiseen ja purkamiseen sekä avustamaan suurten tykistöjen kohdistamisessa.
Hydrauliset tietokoneet mallinnavat tietoja käyttämällä nesteen virtausta mekaanisten osien liikkeen sijaan. Ehkä varhaisimmat esimerkit ovat keskiajalla käytetyt vesikellot. Nämä käyttivät veden tasaista virtausta ja painetta mittaamaan tarkasti ajan kulumista. Nykyaikaisemmat hydrauliset analogiset tietokoneet käyttävät eri nesteiden virtausta suljettujen järjestelmien läpi datan mallintamiseen.
Sähköiset analogiset tietokoneet käyttävät yhtä useista sähkön ominaisuuksista tietojen esittämiseen ja käsittelyyn. Yleisimmät lajikkeet ovat historiallisesti käyttäneet jännitettä tähän tarkoitukseen. Tämäntyyppinen analoginen tietokone on varsin tehokas ja voi ylittää varhaiset digitaaliset tietokoneet suorittaessaan tiettyjä toimintoja, mutta se oli vähemmän monipuolinen, koska jokainen uusi ohjelma edellytti tyypillisesti johdotuksen ja piirien fyysistä muuttamista.
Analoginen laskenta voidaan suorittaa myös optisilla tietokoneilla. Nämä tietokoneet koodaavat tietoa valon eri ominaisuuksiin ja käsittelevät tietoja toimimalla suoraan näiden tietojen perusteella. Tämäntyyppinen tietojenkäsittely voi suorittaa tiettyjä tehtäviä, erityisesti kuva -analyysiä, erittäin tehokkaasti.
Analogisen laskennan monitilaista luonnetta käytetään myös kehitettäessä ensimmäisen sukupolven kvanttitietokoneita. Kvanttitietokoneet voidaan rakentaa hyödyntämään tietyn tyyppisten fyysisten rakenteiden luonnollista samankaltaisuutta ja joidenkin kvanttimekaniikan käsittelemien ongelmien matemaattista rakennetta. Kun kvanttilaskenta syntyy lapsenkengistä, tämäntyyppisestä tietokoneesta tulee yleisempi ja tärkeämpi.