逻辑分析仪也称为逻辑示波器，通常由两大部分组成：即数据获取和数据显示。一般有16、24、32、48甚至更多的输入通道，逻辑分析仪根据取样方式的不同有逻辑状态分析仪和逻辑定时分析仪，前者采用同步取样方式，被测系统的时钟脉冲为取样脉冲，各通道的数据以二进制、八进制、十六进制、十进制及ASCII码等写入存储器，显示状态表，常用做软件分析。后者采用异步高速取样方式，取样脉冲是由仪器内部时钟或外输入时钟提供，显示一定时间范围内的各通道信号的逻辑电平波形。在高速取样方式下，可以捕捉到发生在系统中不需要的毛刺，常用做硬件分析。
波器通常采用单线阴极射线示波管及示波器基本显示原理构成，有双踪、四踪及八踪显示方式。多踪显示通常是由电子开关控制，被测波形进行时间上的分割（交替和断续方式）得到的，交替工作方式时，电子开关的频率受时基电路的控制，各通道的信号分别在不同的时间内被加于偏转系统，在重复扫描信号的作用下，各通道信号轮流显示，在偏置电压作用下，由于交替变换的速度较快，可见多个波形显示在屏幕上。断续工作方式时，电子开关受自激振荡器的控制，开关速度很高，各通道信号的波形为断续线。多踪示波器所显示的多个波形，实际上都是非实时的。因而不适宜观测多个同时出现的单次快速信号。
逻辑分析仪都具有高速的随机存储器（RAM），可以快速记录数据。因此，对于观察分析单次现象和诊断随机性故障非常方便。可以捕捉和显示触发前后的数据。多踪示波器不具有记忆功能，只能观测分析触发后的信息。
逻辑分析仪具有驱动时域仪器的功能。示波器很难捕捉到数据流中错误的窄脉冲，而逻辑分析仪可以对错误信息进行定位，同时输出一个触发同步信号触发示波器，使示波器显示失常信号实际的V-T关系信息。
