Proces pomiaru sygnału w określonych punktach czasu. Zazwyczaj bezpośrednio po próbkowaniu sygnału następuje proces jego kwantyzacji. Częstotliwość próbkowania powinna być co najmniej dwa razy większa od największej częstotliwości składowej obecnej w próbkowanym sygnale. W przeciwnym razie przy odtwarzaniu pierwotnego sygnału z sygnału próbkowanego pojawią się błędy (aliasing).

W praktyce stosuje się zazwyczaj układy typu sample-and-hold, które nie tylko mierzą wartość sygnału w określonym punkcie czasu, ale też zapamiętują tę wartość przez pewien czas aby następny układ dokonał kwantyzacji.

Do zapisu dźwięku stosuje się szereg standardowych częstotliwości próbkowania. W telekomunikacji, gdzie wystarczające jest zapewnienie dobrej zrozumiałości głosu, stosowane jest typowo próbkowanie 8kHz. Dla muzyki w mniej wymagających aplikacjach spotyka się 32kHz. Najbardziej popularne częstotliwości to 44,1 kHz (stosowane na płytach CD) oraz 48 kHz (magnetofony cyfrowe zarówno amatorskie jak i profesjonalne). W celu dalszego podniesienia jakości stosuje się też parzyste wielokrotności wspomnianych dwóch częstotliwości podstawowych (88,2kHz - 96kHz - 176,4kHz - 192kHz - 352,8kHz - 384kHz).