奈奎斯特抽樣定理應用在數字式遙測系統、時分制遙測系統、信息處理、數字通信和采樣控制理論等領域。
奈奎斯特抽樣定理是通信理論中的壹個重要定理，是模擬信號數字化的理論依據，包括時域抽樣定理和頻域抽樣定理兩部分。抽樣定理在實際應用中應註意在抽樣前後模擬信號進行濾波，把高於二分之壹抽樣頻率的頻率濾掉，這是抽樣中必不可少的步驟。
時域抽樣定理：
壹個頻譜受限的信號f（t），如果頻譜只占據-wm~+wm的範圍，則信號f（t）可以用等間隔的抽樣值惟壹地表示。而抽樣間隔必須不大於1/2fm（其中wm=2πfm），或者說，最低抽樣頻率為2fm。
頻域抽樣定理：
若信號f（t）是時間受限信號，它集中在-tm~+tm的時間範圍內，若在頻域中以不大於1/2tm的頻率間隔對f（t）的頻譜f（w）進行抽樣，則抽樣後的頻譜F1（w）可以惟壹地表示原信號。
奈奎斯特抽樣定理的意義：
抽樣定理指出，由樣值序列無失真恢復原信號的條件是fs≥2fh，為了滿足抽樣定理，要求模擬信號的頻譜限制在0~fh之內（fh為模擬信號的最高頻率）。為此，在抽樣之前，先設置壹個前置低通濾波器，將模擬信號的帶寬限制在fh以下，如果前置低通濾波器特性不良或者抽樣頻率過低都會產生折疊噪聲。
例如，話音信號的最高頻率限制在3400Hz，這時滿足抽樣定理的最低的抽樣頻率應為fs=6800Hz，為了留有壹定的防衛帶，CCITT規定話音信號的抽樣率fs=8000Hz，這樣就留出了8000-6800=1200Hz作為濾波器的防衛帶。應當指出，抽樣頻率fs不是越高越好，太高時，將會降低信道的利用率，所以只要能滿足fs≥2fh，並有壹定頻帶的防衛帶即可。
對於低通型信號來講，應滿足fs≥2fh的條件，而對於帶通型信號，如果仍然按照這個抽樣，雖然能滿足樣值頻譜不產生重疊的要求，但是無疑fs太高了，將降低信道頻寬的利用率，這是不可取的。