Digitaalinen signaali on tapa lähettää dataa, joka muuntaa tiedot erillisiksi arvoiksi, yleensä perustuen binaarikoodiin, johon tietokonejärjestelmät toimivat ja joka koostuu yhden ja nollan merkkijonoina koodatuista tietopaketeista. Digitaalisen signaloinnin käyttäminen mahdollistaa tarkan ja lähes identtisen kopioinnin tietyntyyppisistä tiedoista, kuten numeroista, kirjaimista tai yksittäisistä pikseliväreistä, jotka muodostavat kuvia, ja nämä tiedot voidaan tallentaa ilman, että niiden laatu heikkenee pitkällä aikavälillä. Jos digitaalinen signaali muunnetaan alkuperäisestä analogisesta signaalista, kuten musiikki tai muu luonnollinen aaltomuoto, lopputulos on kuitenkin vain likimääräinen alkuperäisestä analogisesta signaalista, ja osa digitaalisesta formaatista saattaa kadota.
Vaikka analogiset signaalit perustuvat luonnollisiin prosesseihin, joissa hyödynnetään sähkömagneettisia aaltomuotoja, joilla sähkö ja valo lähetetään, digitaalinen signaalinkäsittely vaatii digitaalisen signaalinmuuntimen. Modulaattori-demodulaattori (modeemi) on tällainen laite. Se vastaanottaa analogisia signaaleja joko ilma -aaltolähetyksiltä tai puhelinlinjoilta ja muuntaa ne digitaalisiksi signaaleiksi, jotka tietokone tai moderni digitaalitelevisio voi näyttää hyödyllisenä informaationa.
Analogisen signaalin siirto on ollut yleinen tekniikan siirtomuoto 1800 -luvulta lähtien, mutta vuodesta 2007 lähtien arvioidaan, että yli 94% tallennetuista ja lähetetyistä tiedoista on tullut digitaalisia maailmanlaajuisesti. Tämä on vain 3% digitaalisen tallennuksen osalta vuonna 1993, ja syyt siirtyä digitaaliseen signaalilähetykseen johtuvat usein kapasiteetista ja kohinasta. Analogisia signaaleja voidaan lähettää vain määritellyllä alueella aallonpituuksille, ja kun signaali saavuttaa tämän alueen ulkopuolelle tai jos muut analogiset signaalit häiritsevät niitä samalla aallonpituudella, vääristymät ja kohina voivat heikentää signaalin arvoa.
Koska digitaaliset signaalit perustuvat erilliseen päälle/pois -lähetysperiaatteeseen, ne ovat paljon vähemmän alttiita korruptiolle pitkillä etäisyyksillä. Digitaalinen signaali voidaan myös jakaa erillisiin tietopaketteihin, jotka tunnetaan tietokoneen tavuina, ja lähettää erikseen kohteeseen, jossa ne kootaan uudelleen. Tämä mahdollistaa paljon tehokkaamman tiedonsiirtotavan satunnaistettuja verkkoja pitkin, kuten Internetin, ja lisää myös tiedonsiirtonopeutta kaikkialla.
Yksi digitaalisen TV -signaalin tai digitaalisen kaapelisignaalin suurimmista haitoista on esimerkiksi se, että se on alkuperäisen datan keinotekoinen toisto, kun taas analoginen signaali alkaa alkuperäisen tarkana kopiona. Kun digitaalinen signaali käännetään useilla laitteilla, koodataan analogiseksi ja dekoodataan digitaaliseksi ja kootaan uudelleen päätepisteessä, toiston laatu voi menettää. Tämä johtuu siitä, että digitaaliset signaalit ovat usein kopioita kopioista, ja prosessin aikana tekniikan on tehtävä likiarvot alkuperäisen signaalin toistamiseksi. Langattomat digitaaliset lähetykset voivat myös vioittua muulla alueella tapahtuvalla langattomalla toiminnalla tai niitä häiritsevillä radiosignaaleilla, vaikka tämä on yleensä pienempi ongelma kuin signaalin vioittuminen langattomissa analogisissa lähetyksissä.