數字存儲示波器（DSO）是一種以數字方式存儲和分析輸入信號的示波器，而不是使用模擬技術。它是目前最常用的示波器類型，因為它通常提供先進的觸發、存儲、顯示和測量功能。輸入的模擬信號被采樣，然后轉換為每個采樣時間的信號振幅的數字記錄。采樣頻率應不低于奈奎斯特率以避免混疊。這些數字值然后被轉回模擬信號，在陰極射線管（CRT）上顯示，或根據需要轉換為各種可能的輸出類型--液晶顯示器、圖表記錄器、繪圖儀或網絡接口。數字存儲示波器的成本差異很大；臺式獨立儀器（配有顯示器）起價為300美元甚至更低，高性能型號的售價為數萬美元。小型、袖珍型的儀器，功能有限，零售價可能只有50美元。

與模擬存儲相比，主要的優勢是存儲的痕跡和非存儲的痕跡一樣明亮，一樣清晰，而且寫入速度也一樣快。痕跡可以無限期地存儲，也可以寫入一些外部數據存儲設備并重新加載。例如，這允許將從被測系統獲取的波形與從已知良好系統獲取的標準波形進行比較。許多型號可以顯示觸發信號之前的波形。數字示波器通常對波形進行分析，并提供數值和視覺顯示。這些數值通常包括平均數、xxx值和最小值、均方根（RMS）和頻率。當以單次掃描模式操作時，它們可用于捕捉瞬態信號，而沒有模擬存儲示波器的亮度和寫入速度限制。采集后可以對顯示的軌跡進行操作；顯示的一部分可以被放大，以使細微的細節更加明顯，或者可以在一個單一的顯示中檢查一個長的軌跡，以確定感興趣的區域。許多儀器允許用戶對存儲的軌跡進行注釋。許多數字示波器使用類似于為計算機和電視顯示器大量制造的平板顯示器。數字存儲示波器可能包括諸如并行打印機端口、RS-232串行端口、IEEE-488總線、USB端口或以太網等接口，允許遠程或自動控制并將捕獲的波形傳輸到外部顯示或存儲。

基于個人電腦的數字示波器依靠個人電腦進行用戶界面和顯示。由輸入放大器和模數轉換器組成的前端電路被單獨包裝，并通過USB、以太網或其他接口與電腦通信。在一種格式中，前端被組裝在一個插入式擴展卡上，插入計算機背板。基于PC的示波器可能比同等的獨立儀器成本低，因為它們可以使用連接的PC的內存、顯示器和鍵盤。顯示屏可能更大，而且獲取的數據可以很容易地傳輸到PC主機的應用軟件，如電子表格。然而，與PC主機的接口可能會限制采集的最大數據速率，而且PC主機可能會產生足夠的電磁噪聲來干擾測量。