Digitaalinen tietokone on kone, joka tallentaa tiedot numeerisessa muodossa ja suorittaa toiminnot näille tiedoille käyttämällä matemaattista käsittelyä. Tämäntyyppinen tietokone sisältää tyypillisesti jonkinlaisen laitteen tietojen tallentamiseen, jonkin tiedon syöttö- ja tulostusmenetelmän sekä komponentteja, jotka mahdollistavat matemaattisten toimintojen suorittamisen tallennetuille tiedoille. Digitaaliset tietokoneet ovat lähes aina elektronisia, mutta niiden ei välttämättä tarvitse olla sitä.
Maailman mallintamiseen tietokoneella on kaksi päämenetelmää. Analogiset tietokoneet käyttävät jotakin fyysistä ilmiötä, kuten sähköjännitettä, eri ilmiön mallintamiseen ja suorittavat toimintoja suoraan muokkaamalla tallennettuja tietoja. Digitaalinen tietokone tallentaa kuitenkin kaikki tiedot numeroiksi ja suorittaa toiminnot tiedoille aritmeettisesti. Useimmat tietokoneet käyttävät binäärilukuja tietojen tallentamiseen, koska nämä numerot muodostavat yksinkertaiset ja nollat sähköiset tilat.
Analogisiin periaatteisiin perustuvilla tietokoneilla on etuja joillakin erikoisalueilla, kuten niiden kyky mallintaa yhtälö jatkuvasti. Digitaalisen tietokoneen etuna on kuitenkin se, että se on helposti ohjelmoitava. Tämä tarkoittaa, että he voivat käsitellä monia erilaisia ohjesarjoja ilman fyysistä uudelleenkonfigurointia.
Varhaisimmat digitaaliset tietokoneet ovat peräisin 19 -luvulta. Varhainen esimerkki on Charles Babbagein teoreettinen analyyttinen moottori. Tämä kone olisi tallentanut ja käsitellyt tietoja mekaanisesti. Näitä tietoja ei kuitenkaan olisi tallennettu mekaanisesti, vaan pikemminkin numerosarjana, jota edustavat erilliset fyysiset tilat. Tämä tietokone olisi ollut ohjelmoitava, ensimmäinen laskennassa.
Digitaalinen tietojenkäsittely tuli laajalti käyttöön 20 -luvulla. Sodan paineet johtivat suureen edistymiseen alalla, ja elektroniset tietokoneet nousivat toisesta maailmansodasta. Tällainen digitaalinen tietokone käytti yleensä tyhjiöputkien matriiseja tietojen tallentamiseen aktiiviseen käyttöön laskennassa. Paperi- tai lävistyskortteja käytettiin pidempään säilytykseen. Näppäimistötulo ja näytöt ilmestyivät myöhemmin vuosisadalla.
21. vuosisadan alussa tietokoneet käyttävät integroituja piirejä tyhjiöputkien sijaan. Ne käyttävät edelleen aktiivista muistia, pitkäaikaista tallennustilaa ja keskusyksiköitä. Tulo- ja lähtölaitteet ovat moninkertaistuneet, mutta palvelevat edelleen samoja perustoimintoja.
Vuonna 2011 tietokoneet alkavat ylittää perinteisten piirien rajoja. Digitaalisen tietokoneen piirireitit voidaan nyt tulostaa niin lähelle toisiaan, että elektronitunnelin kaltaiset vaikutukset on otettava huomioon. Työskentely digitaalisten optisten tietokoneiden kanssa, jotka käsittelevät ja tallentavat tietoja valon ja linssien avulla, voivat auttaa tämän rajoituksen poistamisessa.
Nanoteknologia voi johtaa täysin uuteen mekaanisen laskennan lajikkeeseen. Tiedot voidaan tallentaa ja käsitellä digitaalisesti yksittäisten molekyylien tai pienten molekyyliryhmien tasolla. Hämmästyttävä määrä molekyylilaskentaelementtejä mahtuu suhteellisen pieneen tilaan. Tämä voi lisätä huomattavasti digitaalisten tietokoneiden nopeutta ja tehoa.