模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度與轉(zhuǎn)換速率，通常用輸出的數(shù)字信號的二進制位數(shù)的多少表示精度，用每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)來表示速率。轉(zhuǎn)換器能夠準確輸出的數(shù)字信號的位數(shù)越多，表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號的能力越強，轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。高精度高速度的a/d轉(zhuǎn)換器在軍事，太空，醫(yī)療等尖端領域有著至關重要的地位。
原理概述
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率是指，對于允許范圍內(nèi) 的模擬信號，它能輸出離散數(shù)字信號值的個數(shù)。這些信號值通常用二進制數(shù)來存儲，因此分辨率經(jīng)常用比特作為單位，且這些離散值的個數(shù)是2的冪指數(shù)。例如，一個具有8位分辨率的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以將模擬信號編碼成256個不同的離散值（因為2^8= 256），從0到255（即無符號整數(shù)）或從-128到127（即帶符號整數(shù)），至于使用哪一種，則取決于具體的應用。
分辨率同時可以用電氣性質(zhì)來描述，使用單位伏特。使得輸出離散信號產(chǎn)生一個變化所需的最小輸入電壓的差值被稱作最低有效位（least significant bit, lsb）電壓。這樣，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率q等于lsb電壓。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電壓分辨率等于它總的電壓測量范圍除以離散電壓間隔數(shù)：
這里n是離散電壓間隔數(shù)。這里efsr代表滿量程電壓范圍，即是總的電壓測量范圍，即輸入?yún)⒖几唠妷号c輸入?yún)⒖嫉碗妷旱牟钪?。這里vrefhi和vreflow是轉(zhuǎn)換過程允許電壓的上下限。
響應類型
大多數(shù)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的響應類型為線性，這里的“線性”是指，輸出信號的大小與輸入信號的大小成線性比例。一些早期的轉(zhuǎn)換器的響應類型呈對數(shù)關系，由此來執(zhí)行a-law算法或μ-law算法編碼。
誤差
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差有若干種來源。量化錯誤和非線性誤差（假設這個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器標稱具有線性特征）是任何模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換中都存在的內(nèi)在誤差。也有一種被稱作孔徑錯誤（aperture error），它是由于時鐘的不良振蕩，且常常在對時域信號數(shù)字化的過程中出現(xiàn)。這種誤差用一個稱為“最低有效位”的參數(shù)來衡量。
采樣率
模擬信號在時域上是連續(xù)的，因此可以將它轉(zhuǎn)換為時間上連續(xù)的一系列數(shù)字信號。這樣就要求定義一個參數(shù)來表示新的數(shù)字信號采樣自模擬信號速率。這個速率稱為轉(zhuǎn)換器的采樣率或采樣頻率。
可以采集連續(xù)變化、帶寬受限的信號（即每隔一時間測量并存儲一個信號值），然后可以通過插值將轉(zhuǎn)換后的離散信號還原為原始信號。這一過程的精確度受量化誤差的限制。然而，僅當采樣率比信號頻率的兩倍還高的情況下才可能達到對原始信號的忠實還原，這一規(guī)律在采樣定理有所體現(xiàn)。
由于實際使用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器不能進行完全實時的轉(zhuǎn)換，所以對輸入信號進行一次轉(zhuǎn)換的過程中必須通過一些外加方法使之保持恒定。常用的有采樣-保持電路，在大多數(shù)的情況里，通過使用一個電容器可以存儲輸入的模擬電壓，并通過開關或門電路來閉合、斷開這個電容和輸入信號的連接。許多模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路在內(nèi)部就已經(jīng)包含了這樣的采樣-保持子系統(tǒng)。