电脑逻辑分析仪的组成主要包括数据捕获和数据显示两大部分。由于数字系统的测试一般要观察较长时间范围的信号间逻辑关系或较长的数据流才能进行分析，逻辑分析仪一般采用先进行数据捕获即采集并存储数据，然后进行数据显示并观察分析的方式。
以下是电脑逻辑分析仪的三种显示模式：
波形显示：它是定时分析基本的显示方式，将各通道采集的数据按通道以伪方波形式显示出来，每一个通道的信号按照采集存储的数据状态，用一个波形显示，如果在某一采样时刻采得的数据为“1”，则显示为高，为“0”则显示为低，多个通道的波形可以同时显示。
数据列表显示：它常用于状态分析时的数据显示，它是将数据以列表方式显示出来，数据可以显示为二进制、八进制、十六进制、十进制以及ASCII码等形式。
反汇编显示：它是将采集到的总线数据(指令的机器码)按照被测的微处理器系统的指令系统进行反汇编，然后将反汇编成的汇编程序显示出来，这样可以非常方便地观察指令流，分析程序运行情况。
因此电脑逻辑分析仪内部结构可划分为两大部分：数据捕获及数据显示。数据捕获部分包括信号输入、采样、数据存储、触发产生和时钟电路等。外部被测信号送到信号输入电路，与门限电平进行比较，通过比较器整形为符合逻辑分析仪内部逻辑电平的信号(如TTL电平信号)。
采样电路在采样时钟控制下对信号进行采样，采样获得的数据流.送到触发产生电路进行触发识别，根据数据捕获方式，在数据流中搜索特定的数据字(触发字)当搜索到符合条件的触发字时，就产生触发信号。
数据存储电路在触发信号的作用下进行相应的数据存储控制，而时钟电路可以选择外时钟或内时钟作为系统的工作时钟。数据捕获完成后，由显尿控制电路将存储的数据以适当方式(波形或字符列表等)显示出来，以便对捕获的数据进行观察分析。
