1965年5月，美国贝尔系统推出了世界上第一台电子交换机，即1号程控电话交换机，尽管它还不是时分数字式，而是采用"空分"技术。在"空分"模式下，用户通话时会占用一对线路，直到通话结束。在此之前，交换机主要依赖机电方式。在1965年至1975年的十年间，大部分程控交换机依然沿用这种模拟和空分的模式。
然而，直接实现数字化的困难在于公共控制设备和通话电路接续部分的技术挑战。虽然电子器件和集成电路的发展推动了公共控制设备的电子化及计算机控制，但通话电路接续部分的金属接点转换为电子接点却颇具挑战，因为当时尚无电子接点的开关性能能与金属接触点相媲美。
1970年，法国成为全球第一个采用时分复用技术和大规模集成电路的国家，开通了世界上第一部程控数字交换机。此后，全球范围内对程控数字交换机的开发和应用逐渐加速。进入80年代，程控数字电话交换机开始普及全球，它与数字传输的结合催生了综合业务数字网，不仅限于电话，还支持传真、数据、图像通信等多样化服务。
程控数字交换机的优势显著，如处理速度快、体积小、容量大、灵活性强，服务功能丰富，便于调整功能和建设智能网。这些特性使其成为现代电话交换的核心技术，为用户提供更为高效和多元的通信服务。
自动电话交换由“机电”方式向“程控”方式演变，是20世纪电话通信的又一次重大变革。程控电话交换机就是电子计算机控制的电话交换机。它是利用电子计算机技术，用预先编好的程序来控制电话的接续工作。从技术结构上划分为程控空分用户交换机和程控数字用户交换机两种。前者是对模拟话音信号进行交换，属于模拟交换范畴。后者交换的是PCM数字话音信号，是数字交换机的一种类型。