數字通信系統通常由用戶設備、編碼和解碼、調制和解調、加密和解密、傳輸和交換設備等組成。發信端來自信源的模擬信號必須先經過信源編碼轉變成數字信號，並對這些信號進行加密處理，以提高其保密性；為提高抗幹擾能力需再經過信道編碼，對數字信號進行調制，變成適合於信道傳輸的已調載波數字信號並送入信道。在收信端，對接收到的已調載波數字信號經解調得到基帶數字信號，然後經信道解碼、解密處理和信源解碼等恢復為原來的模擬信號，送到信宿。
為使數字信號的收發保持壹壹對應關系，建立數字通信系統時，必須采用相應的數字網同步技術。
數字通信是用數字信號作為載體來傳輸消息，或用數字信號對載波進行數字調制後再傳輸的通信方式。它可傳輸電報、數字數據等數字信號，也可傳輸經過數字化處理的語聲和圖像等模擬信號。 與模擬通信相比，數字通信具有許多突出優點：
壹是抗幹擾能力強。電信號在信道上傳送的過程中，不可避免地要受到各種各樣的電氣幹擾。在模擬通信中，這種幹擾是很難消除的，使得通信質量變壞。而數字通信在接收端是根據收到的“ 1 ”和“ 0 ”這兩個數碼來判別的，只要幹擾信號不是大到使“有電脈沖”和“無電脈沖”都分不出來的程度，就不會影響通信質量。
二是通信距離遠，通信質量受距離的影響小。模擬信號在傳送過程中能量會逐漸發生衰減使信號變弱，為了延長通信距離，就要在線路上設立壹些增音放大器。但增音放大器會把有用的信號和無用的雜音壹起放大，雜音經過壹道道放大以後，就會越來越大，甚至會淹沒正常的信號，限制了通信距離。數字通信可采取“整形再生”的辦法，把受到幹擾的電脈沖再生成原來沒有受到幹擾的那樣，使失真和噪音不易積累。這樣，通信距離可以達到很遠。
三是保密性好。模擬通信傳送的電信號，加密比較困難。而數字通信傳送的是離散的電信號，很難聽清。為了密上加密，還可以方便地進行加密處理。加密的方法是，采用隨機性強的密碼打亂數字信號的組合，敵人即使竊收到加密後的數字信息，在短時間內也難以破譯。
四是通信設備的制造和維護簡便。數字通信的電路主要由電子開關組成，很容易采用各種集成電路，體積小、耗電少。
五是能適應各種通信業務的要求。各種信息（電話、電報、圖像、數據以及其它通信業務）都可變為統壹的數字信號進行傳輸，而且可與數字交換結合，實現統壹的綜合業務數字網。
六是便於實現通信網的計算機管理。數字通信的缺點是數字信號占用的頻帶比模擬通信要寬。壹路模擬電話占用的頻帶寬度通常只有 4 千赫，而壹路高質量的數字電話所需的頻帶遠大於 4 千赫。但隨著光纖等傳輸媒質的采用，數字信號占用較寬頻帶的問題將日益淡化。數字通信將向超高速、大容量、長距離方向發展，新的數字化智能終端將產生。