Osciloskopy jsou klasifikovány podle různých signálů

Analogový osciloskop používá analogový obvod (osciloskopická trubice, která je založena na elektronovém dělu). Elektronové dělo vysílá elektrony na stínítko, které se zaostří tak, aby vytvořily elektronový paprsek a dopadly na stínítko. Vnitřní povrch obrazovky je potažen fluorescenčním materiálem, takže body zasažené elektronovým paprskem vyzařují světlo.
Digitální osciloskop je vysoce výkonný osciloskop vyrobený řadou technologií, jako je sběr dat, A/D konverze a softwarové programování. Pracovní režim digitálního osciloskopu spočívá v převodu naměřeného napětí na digitální informaci pomocí analogového převodníku (ADC). Digitální osciloskop zachycuje sérii vzorových hodnot tvaru vlny a ukládá je, dokud nezjistí, zda nashromážděné hodnoty vzorku mohou zobrazit tvar vlny. Následně digitální osciloskop rekonstruuje průběh. Digitální osciloskopy lze rozdělit na digitální paměťové osciloskopy (DSO), digitální fluorescenční osciloskopy (DPO) a vzorkovací osciloskopy.
Pro zlepšení šířky pásma analogových osciloskopů je nutné komplexně podporovat osciloskopové elektronky, vertikální zesílení a horizontální skenování. Pro zlepšení šířky pásma digitálního osciloskopu je nutné pouze zlepšit výkon předního A/D převodníku a neexistují žádné zvláštní požadavky na elektronku osciloskopu a snímací obvod. Elektronky digitálního osciloskopu navíc mohou plně využívat paměť, úložiště a zpracování, stejně jako různé spouštěcí a pokročilé možnosti spouštění. V 80. letech 20. století se objevily digitální osciloskopy s četnými úspěchy a existoval velký potenciál nahradit analogové osciloskopy komplexně. Analogové osciloskopy skutečně ustoupily z popředí do pozadí.