Az AD átalakítás során az analóg bemeneti jelet egy meghatározott ideig mintavételezik, majd digitalizálják, az átalakítás felbontását a bitmélység határozza meg. Ez arra utal, hogy hány különböző digitális érték felel meg a bemeneti analóg tartománynak. Egy 8 bites ADC 256 különböző szintet képes megkülönböztetni, míg egy 12 bites ADC 4096 szintet. Az AD átalakítás egyik fontos paramétere a mintavételezés sebessége, amely meghatározza, hogy milyen gyakran történjen az analóg jel digitalizálása.
A SAR ADC az egyik leggyakoribb és leghatékonyabb AD átalakítási módszer. A működése egy bináris keresési algoritmusra épül, azaz adott bitmélység mellett addig lépteti a biteket, ameddig pontosítani tudja az abban a pillanatban mért értéket. Általában ezt használják AD átalakításra MCU-kban, beágyazott rendszerekben.
A Sample and Hold (S/H) áramkör feladata, hogy egy adott pillanatban mintát vegyen az analóg jelből, majd ezt az értéket kis ideig stabilan tartsa. Ezalatt egy komparátor összeveti a mintát a különböző referenciákkal, amelyeket a SAR áramkör és DA átalakító állít elő. A SAR ADC előnye, hogy gyors és alacsony fogyasztású.
A DA átalakítás során a digitális értékeket egyenértékű analóg feszültséggé vagy árammá alakítják. Talán a leggyakoribb megoldás a szimulált PWM-alapú DAC, ami egy PWM jelből szűrő segítségével állít elő analóg jelet. Ez gyakran használatos beágyazott rendszerekben, mivel így nincs szükség külön DAC hardverre.