邏輯分析儀也稱為邏輯示波器，通常由兩大部分組成：即數據獲取和數據顯示。一般有16、24、32、48甚至更多的輸入通道，邏輯分析儀根據取樣方式的不同有邏輯狀態分析儀和邏輯定時分析儀，前者采用同步取樣方式，被測系統的時鐘脈沖為取樣脈沖，各通道的數據以二進制、八進制、十六進制、十進制及ASCII碼等寫入存儲器，顯示狀態表，常用做軟件分析。后者采用異步高速取樣方式，取樣脈沖是由儀器內部時鐘或外輸入時鐘提供，顯示一定時間范圍內的各通道信號的邏輯電平波形。在高速取樣方式下，可以捕捉到發生在系統中不需要的毛刺，常用做硬件分析。
波器通常采用單線陰極射線示波管及示波器基本顯示原理構成，有雙蹤、四蹤及八蹤顯示方式。多蹤顯示通常是由電子開關控制，被測波形進行時間上的分割（交替和斷續方式）得到的，交替工作方式時，電子開關的頻率受時基電路的控制，各通道的信號分別在不同的時間內被加于偏轉系統，在重復掃描信號的作用下，各通道信號輪流顯示，在偏置電壓作用下，由于交替變換的速度較快，可見多個波形顯示在屏幕上。斷續工作方式時，電子開關受自激振蕩器的控制，開關速度很高，各通道信號的波形為斷續線。多蹤示波器所顯示的多個波形，實際上都是非實時的。因而不適宜觀測多個同時出現的單次快速信號。
邏輯分析儀都具有高速的隨機存儲器（RAM），可以快速記錄數據。因此，對于觀察分析單次現象和診斷隨機性故障非常方便?？梢圆蹲胶惋@示觸發前后的數據。多蹤示波器不具有記憶功能，只能觀測分析觸發后的信息。
邏輯分析儀具有驅動時域儀器的功能。示波器很難捕捉到數據流中錯誤的窄脈沖，而邏輯分析儀可以對錯誤信息進行定位，同時輸出一個觸發同步信號觸發示波器，使示波器顯示失常信號實際的V-T關系信息。
