想象一下一张照片要怎么样才能清晰？当然是像素点越多，照片包含的原始信息就越接近真实，自然看起来也就越清晰。
我们从示波器上看到的波形其实也可以理解成一张照片，那么这张照片包含的点越多，自然也就越接近真实的样子。示波器的存储深度就是表达了示波器最多能存储多少个数据点。比如28Mpts的存储深度，说明示波器最多可以存储两千八百万个采样点。
对于拍摄一张静止的照片，照相机拍照时间的快慢关系并不大，因为结果并不会改变。但是由于信号是不断变化的，因此对示波器而言更像是在不停拍摄运动的照片，并且是超高速的运动，这个时候除了采样点数量以外，采样点采集的速度也就至关重要了。示波器重建一个信号不仅仅取决于有多少个数据点，采集数据点的速度也很关键。示波器的采样率就是示波器每秒能采集多少个数据点的能力。如果示波器的采样率不足，那么我们就无法准确地看到信号的真实样子。
输入示波器的信号在时间轴和电压轴上也都是连续变化的，由于计算机只能处理离散的数字信号，像这样的信号是无法用数字的方法进行描述和处理，因此还需要用高速ADC对信号进行采样和量化，也就是数字化的过程。经过模数转换后，在时间和电压上连续变化的波形就变为一个个连续变化的数字化的采样点。
在进行采样或者进行数字量化的过程中，如果要尽可能真实地重建波形，最关键的问题就是在时间轴上的采样点是否足够密集以及在垂直方向的电压的量化级数。水平方向采样点的间隔取决于示波器的ADC的采样率，而垂直方向的电压量化级数则取决于ADC的位数。
示波器的运作过程大概是这样的：
我们通过探头给示波器输入一个信号，被测信号经过示波器前端的放大、衰减等信号调理电路后，然后高速ADC模数转换器进行信号采样和数字量化，示波器的采样率就是对输入信号进行模数转换时采样时钟的频率，通俗的讲就是采样间隔，每个采样间隔采集一个采样点。比如1GSa/s的采样率，代表示波器具备每秒钟采集10亿个采样点的能力，此时其采样间隔就是10纳秒。
对于实时示波器来说，目前普遍采用的是实时采样方式。所谓实时采样，就是对被测的波形信号进行等间隔的一次连续的高速采样，然后根据这些连续采样的样点重构或恢复波形。在实时采样过程中，很关键的一点是要保证示波器的采样率要比被测信号的变化快很多。
那么究竟要快多少呢？可以参考数字信号处理中的奈奎斯特（Nyquist）定律。Nyquist定律说， 如果被测信号带宽是有限的，那么在对信号进行采样和量化时，如果采样率是被测信号带宽的2倍以上，就可以完全重建或恢复出信号中承载的信息而不会产生混叠。
当横坐标时间单位变大或刻度数变大时，采样频率降低。这样做的好处是一屏波形显示的数据点数基本固定，但是，也有不足之处：
以变频器输出PWM波形，当基波频率降低时，为了查看一个完整的信号周期，需要将横坐标进行压缩（时间变长）。可是，对于PWM波，此时的信号带宽并没有变窄。示波器却降低了采样频率，若采样频率低于信号带宽的两倍，波形将出现混乱！
定采样频率示波器则没有上述问题，因此带来的代价是需要海量的存储空间和快速的运算速度及优异的显示性能。