逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器，主要作用在于时序判定。由于逻辑分析仪不像示波器那样有许多电压等级，通常只显示两个电压（逻辑1和0），因此设定了参考电压后，逻辑分析仪将被测信号通过比较器进行判定，高于参考电压者为High，低于参考电压者为Low，在High与Low之间形成数字波形。
逻辑分析仪的波形定时显示与产品技术资料中找到的或仿真器生成的定时图类似。所有信号都时间相关，因此可以观察建立时间和保持时间、脉宽、外来数据或漏掉数据。除高通道数外，逻辑分析仪提供了多种重要功能，支持数字设计检验和调试。
完善的触发功能，可以决定逻辑分析仪采集数据的条件。高密度探头和适配器，简化与被测系统（SUT）的连接。分析功能，把捕获的数据转换成处理器指令，并把它与源代码相关。使用逻辑分析仪的方式与使用其它仪器相似，涉及的主要步骤有4个：连接、设置、采集、分析。
逻辑分析仪采集探头连接到SUT上。在探头的内部比较器上，输入电压与Vth进行对比，做出与信号逻辑状态（1或0）有关的判断。用户设置门限值，从晶体管与晶体管逻辑（TTL）电平到CMOS、发射器耦合逻辑（ECL）及用户自定义门限。逻辑分析仪探头分成多种物理形带有“飞线束”的通用探头处理逐点调试。在电路板上要求专用连接器的高密度多通道探头可以采集高质量信号，而对SUT的影响达降低。此外，对要求更高信号密度或无连接器探头连接机制的应用，我们推荐使用无连接器探头的高密度压缩探头，以便快速可靠地连接SUT。逻辑分析仪的探头阻抗（电容、电阻和电感）成为被测电路上整体负载的一部分。所有探头都表现出负载特点。逻辑分析仪探头应给SUT引入的负载小，同时为逻辑分析仪提供准确的信号。
