Örnekleme, bir sürekli sinyal olan analog işaretin belli aralıklarda kaydedilerek sayısal sinyale dönüştürülme işlemidir. Analog işaretin kaydedilme sıklığı örnekleme frekansını gösterir. Sinyalin kayıpsız bir şekilde analog dünyaya tekrar dönüştürülmesi için örnekleme hızının sinyalin değişim hızından iki kat yüksek olması gerekir. Buna Nyquist oranı denir.
Örnekleme zaman ekseninde bir niceleme (quantization) olarak düşünülebilir. Bir akustik dalga olan ses, mikrofonda elektik gerilimi varyasyonlarına dönüştürüldükten sonra arayüz cihazları (ses kartları vs) tarafından örneklenir. Örneğin CD’lerde kullanılan örnekleme, insanın duyma ses frekansı sınırı olan 20,000 Hz’ün yaklaşık iki katı 44,100 örnek/saniyede ve 16 bit kelime uzunluğunda yapılır. Bu değer analog sinyalden saniye 44,100 örnek alınması ve her örneğin dijital ortamda 16 bit ile gösterilmesi anlamına gelir.
Örnekleme, yapılan dijital kaydın kalitesini belirler. Daha yüksek frekansta yapılan örneklemeler analogtan dijitale daha kaliteli bir dönüşüm sunarken veri boyutu bakımından ise oldukça fazla yer kaplayacaklardır. Ayrıca bir sinyal tekrar analog ortama verilerin (D/A) yine örneklendiği frekanstan verilmelidir. Aksi takdirde kendi frekansından daha düşük bir frekansta çalınırsa (ses için) yavaşlama, yüksek bir frekansta çalınırsa seste hızlanma görülür.